近日，南京工業(yè)大學(xué)電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院學(xué)子設(shè)計(jì)出“一種可再生能源驅(qū)動(dòng)等離子體房車尾氣處理與綜合用能系統(tǒng)”，該系統(tǒng)每年可以為我國(guó)減少空氣污染物約3000噸，南工大學(xué)生團(tuán)隊(duì)也憑借這項(xiàng)設(shè)計(jì)成功斬獲第二屆全國(guó)大學(xué)生等離子體科技創(chuàng)新競(jìng)賽特等獎(jiǎng)。

汽車尾氣治理是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必經(jīng)之路。房車主要分為純?nèi)加万?qū)動(dòng)和燃油可再生能源聯(lián)合驅(qū)動(dòng)兩種模式，但燃油驅(qū)動(dòng)必然會(huì)帶來(lái)尾氣問(wèn)題?，F(xiàn)有尾氣治理的應(yīng)對(duì)方法分為機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)和機(jī)外凈化技術(shù)，主要包括改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、開(kāi)發(fā)新燃料和安裝尾氣凈化裝置，其中安裝三元催化尾氣凈化裝置是最常見(jiàn)的尾氣處理方法。但在實(shí)際使用過(guò)程中，三元催化劑需要定期更換，存在成本高、普適性低、無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行等缺點(diǎn)。

隨著低溫等離子體技術(shù)的發(fā)展，尾氣處理又出現(xiàn)了一條新的路徑?！暗蜏氐入x子體中包含大量的活性粒子，可以與尾氣污染物相互作用，誘導(dǎo)其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)降解尾氣效果。它主要通過(guò)氣體放電形式產(chǎn)生，有望將來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)三元催化裝置處理汽車尾氣，避免因催化劑失活需定期更換導(dǎo)致的成本增加，并且低溫等離子體具有快速啟停特性，電能可以充分利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等新型綠色能源，進(jìn)而節(jié)約化石能源，減少碳排放?！眻F(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師梅丹華說(shuō)。

為了參加這次比賽，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員從去年就開(kāi)始構(gòu)思相關(guān)技術(shù)結(jié)構(gòu)和流程，他們用低溫等離子體技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)三元催化裝置，減少成本投入；使用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)氣體放電，減少化石能源消耗；設(shè)計(jì)逆控一體機(jī)，完成交直流轉(zhuǎn)變和系統(tǒng)電能調(diào)控；設(shè)計(jì)智能控制模塊，線上控制房車用能，提高能量利用率等。

據(jù)悉，使用可再生能源的等離子體房車尾氣處理和綜合用能系統(tǒng)每天可產(chǎn)4.5度電，能滿足房車每天2.75度電的需求。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)基于目前全國(guó)房車數(shù)量估算得知，若采用該系統(tǒng)，每年可以為我國(guó)減少通過(guò)燃油發(fā)電產(chǎn)生相同電量而造成的空氣污染物約3000噸。

此外，該系統(tǒng)還可以應(yīng)用于高尾氣排放的黃標(biāo)車輛、大型運(yùn)輸船舶以及化工廠等場(chǎng)景中。在有效緩解房車尾氣污染的同時(shí)，減少了化石燃料的使用，降低了用戶經(jīng)濟(jì)成本，真正實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保節(jié)能運(yùn)行。從前期準(zhǔn)備到競(jìng)賽結(jié)束，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)共申請(qǐng)了五項(xiàng)相關(guān)發(fā)明專利。