三元催化器中的“三元、催化”都表示什么意思？坏了不用行不行？

现在的汽油车上都有一个尾气净化装置，它的名字叫做三元催化器，其主要作用是将汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物，进行氧化和还原处理，生成对大气无害的二氧化碳、氮气以及水，从而达到净化的结果。但是很多人仍然弄不懂：这三元是什么意思啊?这催化又是什么意思啊?它又是如何净化尾气的呢?它在使用中会不会消耗殆尽呢?下面我们就分别来回答这些问题并说说三元催化器的工作原理。

所谓的“三元”是指三元催化器中所含有的三种贵金属元素，分别是铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)，这三种元素的金属氧化物对某些化学反应具有催化作用。为此，人们就把它们以催化剂涂层的形式涂敷在陶瓷基体上，安装在汽车的排气管中以催化汽车尾气的氧化还原反应，三元催化器也由此得名。在尾气净化过程中，铂(Pt)和钯(Pd)主要起催化一氧化碳和碳氢化合物的作用，而铑(Rh)主要起催化氮氧化物的作用，陶瓷基体呈蜂窝状，可以大大增加三元催化器的催化反应面积。

所谓的“催化”是指三元催化器在净化尾气的过程中，能够起到增强尾气物质活性、加快反应速度的作用。但是它本身并不参与反应，自身的质量和化学性质不会发生变化，所以即使长时间工作，三元催化器也不会消耗殆尽。这就像我们在学高中化学时的氯酸钾加热分解制取氧气的实验，如果没有二氧化锰，反应会非常慢，但是加入少量的二氧化锰之后，反应速度会大幅度提高，但二氧化锰本身并没有任何消耗与性质上的变化。这种催化反应的过程和原理是非常复杂的，我们在此也不必讨论，只需要知道三元催化器的作用就好了。

三元催化器具体的工作过程是：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的催化剂将增强一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物三种气体的活性，促使其在催化器表面进行一定的氧化-还原化学反应：一氧化碳在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳，碳氢化合物在高温下氧化成水和二氧化碳，氮氧化物还原成氮气和氧气。就这样三种有害气体都变成了无毒无害的常见气体，汽车尾气就这样得以净化。

如果汽车上没有三元催化器会怎么样呢?汽车尾气中的三种有害气体，在没有催化器的情况下，相互之间的化学反应速度是极慢的，有些反应甚至无法进行。因此这些有害气体几乎全部排放到了大气中，大大增加了空气的污染。在上世纪九十年代之前，汽车上就没有三元催化器，导致某些城市的空气污染极为严重，并且随着车辆数量的增加，这种污染益发严重。后来某些西欧国家就开始强制使用三元催化器，汽车尾气污染才得以有效控制，随后这一做法在世界各地都开始施行，我国在2000年以后生产的汽油车上也强制安装三元催化器。可以说，三元催化器是汽车尾气污染治理过程中的一个里程碑。

三元催化器在使用中不会消耗，所以也就无需定期更换。但是如果使用不当，比如使用了劣质燃油或含铅汽油、经常低温低速行驶、长时间高负荷行驶等，会导致它铅中毒、堵塞或高温烧结，从而失去对尾气的催化作用。这种情况下一般只能更换三元催化器，但是它的价格可是不便宜的，普遍都在四五千元以上。有些人就想：三元催化器坏了我就把它拆掉不用了会怎样?不就是尾气污染大吗?但是世界上这么多车，尾气污染肯定不差我一个。

我相信有这种想法的人不在少数，特别是中国人，实在是太聪明了，总是能在严谨的政策中找到漏洞。不过这次恐怕要失算了。一方面，汽车没有三元催化器，尾气污染大，每年一次的检车肯定不合格;另一方面，汽车在技术上已经把这种行为屏蔽掉了。它是发动机闭环控制系统中的一个重要元件，安装在它上面的氧传感器会检测进入与排出其中的废气氧含量，然后将信号反馈给发动机控制单元，以调节喷油量，形成闭环控制。如果不安装它，发动机收不到正确的尾气信号，会出现控制混乱的故障，汽车会出现加速无力、油耗增高等故障，发动机故障灯也会点亮。