Zapach ani wygląd spalin z silników spalających paliwa nigdy nie był przyjemny dla nosa ani dla oka. Ciemna chmura wydobywająca się z układu wydechowego nie przeszkadzała pierwszym automobilistom, ale w latach 30-tych natężenie ruchu w miastach było tak duże, że powietrze w godzinach szczytu zmieniało kolor na szary. Unoszący się pył powodował nie tylko braki w przejrzystości powietrza, ale również problemy z oddychaniem i był przyczyną rosnącej liczby zachorowań na nieznane wcześniej choroby.
W tym czasie niewielu naukowców i lekarzy zwracało na to uwagę. Jednym z niewielu, którzy dostrzegli ten problem był Eugene Houdry (1892-1962). Houdry miał bogaty życiorys. Z pochodzenia Francuz, z wyboru żołnierz, z wykształcenia (i pasji) wynalazca i kierowca wyścigowy. W 1917 roku brał udział w wojnie i wskutek ostrzału odniósł obrażenia. Na polu bitwy naprawiał czołg i trafił go odłamek eksplodującego pocisku. Wydarzenie spowodowało zmianę planów zawodowych. Po wojnie wrócił do rodzinnego biznesu.
Eugene Houdry
Źródło: Science History Institute
W latach 20-tych był kierowcą wyścigowym. Startował w Bugatti. W tym czasie opracował metodę i proces produkcji syntetycznego paliwa pozyskanego z węgla brunatnego. W 1928 roku złożył patent na urządzenie do „krakowania katalitycznego na zimno”. Innowacyjna metoda pozwalała pozyskać z tej samej wagi surowców niemal dwa razy tyle paliwa co w przypadku procesu destylacji. To oznaczało bardziej efektywne wykorzystanie surowca i większe zyski dla rafinerii. Pomysł nie zyskał uznania francuskiego przemysłu petrochemicznego.
Do skutecznego „krakowania na zimno” wymagana była obecność tlenku glinu i tytanu. Niestety tytan był wtedy drogim pierwiastkiem a jego złoża znajdowały się na terenie ZSRR (do dziś Rosja jest największym eksporterem tego pierwiastka). Houdry, pomimo trudności, nie zrezygnował ze swojego pomysłu. Przeprowadził się do USA i tam szybko zdobył pieniądze na własną firmę – Houdry Process Corporation, która miała nadzorować prace nad wynalazkami. Dopiero w 1937 roku francuskie firmy petrochemiczne zainteresowały się wynalazkiem.
Jego wynalazek zyskał popularność podczas kolejnej wojny. Paliwo lotnicze produkowane według jego metody stosowano w amerykańskim i brytyjskim lotnictwie. Dzięki tej metodzie uzyskiwano paliwo o większej ilości oktanów niż podczas procesu destylacji co wpływało na lepsze osiągi silników samolotów. To stanowiło o wyraźnej przewadze Aliantów w powietrzu – większy zasięg i większa prędkość w powietrzu stanowiły często o życiu żołnierzy. Jaki związek ma sposób otrzymywania paliwa z procesem jego spalania?
Od początku prac nad otrzymywaniem dobrej jakości paliwa Houdry myślał nad sposobem redukcji ilości i składu spalin. Już wtedy wiedziano, że im mniej wydobywa się ich z układu napędowego tym mniejszy jest wpływ na środowisko. Projekt katalizatora spalin projektu Houdry opierał się na wykorzystaniu stalowej puszki, w której zastosowano kilka siatek. Zasada działania była prosta – w siatce pozostawały większe pyły. Im mniejsze otwory w siatce tym większa skuteczność separacji cząstek – prościej już nie można.
Reklama katalizatora z połowy lat 70-tych
Źródło: thewatchforum.co.uk
Zasada działania katalizatora dla pojazdów była opracowana w 1952 roku. 4 lat później Houdry uzyskał patent na swój wynalazek. Chcąc uzyskać lepszą sprawność tego urządzenia Houdry zastosował siatki o strukturze plastra miodu pokryte metalami szlachetnymi. Wszystko to w celu zmniejszenia tlenku węgla, który odpowiadał za kolor spalin – im ciemniejszy, tym większy procentowy udział tlenku węgla w składzie spalin. Obecność metali szlachetnych znacząco wpłynęła na skuteczność wynalazku.
Właścicielem patentu był konstruktor oraz jego nowa firma Oxy-Catalyst Company. W latach 50-tych producenci nie byli skłonni do zakupu patentu i zastosowania wynalazku. Zarzucano, że zastosowanie wynalazku wpływa na pogorszenie osiągów a motoryzacja nie ma istotnego wpływu na środowisko. Przez to wynalazca nie mógł doczekać się należnej mu sławy. Tak było przez kolejną dekadę, ale wkrótce branża motoryzacyjna musiała zmienić się i dostosować do zupełnie nowej rzeczywistości.
Eugene Houdry zmarł w 1962 roku, ale jego wynalazek jeszcze nie został przyjęty w branży motoryzacyjnej. Wykorzystanie metali szlachetnych w procesach tworzenia i spalania mieszanki paliwowej stało się podstawą dla tworzenia paliw o wysokiej liczbie oktanowej dopiero w latach 70-tych, kiedy normą stawały się paliwa o liczbie oktanowej powyżej 80. Katalizator stał się niezbędnym elementem wyposażenia pojazdów dopiero w wyniku przepisów „Ustawy o czystości powietrza”. Pomogły w tym nowe normy czystości spalin.
Katalizatory od tego czasu przeszły drogę ewolucji stając się drogim wyposażeniem pojazdu oraz jedną z najczęściej kradzionych części. Po uchwaleniu „Ustawy o czystości powietrza” katalizator musiał posiadać każdy amerykański krążownik. W Europie dopiero kilkanaście lat później katalizatory stały się normą i zbiegło się to w czasie ze wzrostem popularności pojazdów z silnikami z układem zasilania wtryskiem, ale … nie tylko. Wymóg instalowania katalizatora w Europie to zasługa unijnego prawodawstwa.
Budowa współczesnego katalizatora
Źródło: platinum-katalizatory.pl
Normy EURO, które z każdym kolejnym numerem były coraz bardziej rygorystyczne wymusiły instalowanie coraz wymyślniejszych urządzeń oczyszczających spaliny. Charakterystyczna puszka stała się elementem wyposażenia każdego, nawet najmniejszego, pojazdu spalinowego. Wynalazek Francuza dziś często jest stosowany w parze z filtrami cząstek stałych. Te jednak nie tak łatwo wyciąć jak katalizatory. Jazda z wyciętym filtrem lub katalizatorem zwykle kończy się po wizycie na stacji kontroli pojazdów.
Z wykształcenia menedżer motoryzacji i informatyk, z zamiłowania historyk techniki i pasjonat starej motoryzacji. Maniak nowoczesnych technologii. Podobno zdolny autor tekstów (m.in. dla Continental Polska i Allegro). Czasem bloger i nauczyciel blogowania. Człowiek renesansu. Nauczyciel w zduńskowolskim „Elektroniku”.
