三效催化淨化器
汽車尾氣淨化催化劑——三效催化劑TWC(Three-Way catalyst)
汽車尾氣的主要有害成分是碳氫化合物(CnHm)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。這三種物質對人體都有毒害，其中CnHm及NOx在陽光及其他適宜條件下還會形成光化學煙霧，危害更大。消除汽車尾氣中這些有害成分的方案主要有兩種：一種是改進發動機的燃燒方式以減少有害氣體的排放；另一種是採用催化轉化器將尾氣中的有害氣體淨化。
首先，1975年美國在新型車上安裝了催化轉化器，接著日本、西歐等國家也先後採用催化轉化器以滿足自己國家汽車排放法規的要求。汽車催化轉化器有兩種類型，一種是氧化型催化反應器，使尾氣中的CnHm和CO與尾氣中的余氧反應，生成無害的H2O和CO2，從而達到淨化目的。
由於對NOx等污染物排放標準的強制化和降低燃料消耗的要求，一方面應儘量控制空燃比在14.6附近運轉，另一方面應採用控制點火時間和廢氣再循環等方法，以減少尾氣中的NOx。然而這些方法的缺點是往往會增加尾氣中的CnHm和CO。為了解決這個問題，出現了三效催化劑(英文名為Three-Way Catalyst)，簡稱TWC。這種催化劑的特性是用一種催化劑能同時淨化汽車尾氣中的一氧化碳(CO)、碳氫化合物(CnHm)和氮氧化物(NOx)，但為了發揮其催化性能，必須將空燃比經常控制在14.6±0.1附近，這種催化淨化器具有較高的淨化率，但需要有氧感測器、多點式燃料電子噴射、電子點火等閉路反饋系統相匹配。這種催化淨化器是利用尾氣中的O2、NOx為氧化劑，CO、CnHm（以 CH2 為代表）和H2為還原劑，在理論空燃比附近可發生如下反應：
2CO+O2=2CO2
2CO+2NO=N2+2CO2
CH2 +3nNO= nN2+nCO2+nH2O
2NO+2H2=N2+2H2O
現在套用的三效催化劑大部分是以多孔陶瓷為載體，再附著上所謂的活化塗層(Washcoat)，最後用浸漬的方法吸附活性成分。催化劑的活性成分主要採用貴金屬鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等。由於貴金屬資源少、價格貴，各國科學家都在致力於研究經濟上和技術上都可行的稀土/鈀三效催化劑。預計這種催化劑將有很好的套用前景。
三效催化淨化器的優點是淨化率與燃料經濟性都比較好，主要問題是成本費用昂貴。由於柴油機排放的氣體中殘留的氧較多，使氧感測器的控制不靈敏，故三效催化淨化器一般不用於柴油機，而只適用於汽油機。
