Недавно BASF, немецкий химический гигант, объявил, что разработал и успешно испытал новую технологию, которая позволяет частично заменить дорогостоящий палладий (Pd) на более доступную платину (Pt) в автокатализаторах легковых бензиновых транспортных средств без нарушений норм содержания токсичных веществ в отработавших газах.
Ранее в этом году Johnson Matthey, производитель трети всех автокатализаторов в мире, заявил, что платина может заменить палладий в расположенных под полом катализаторах в бензиновых автомобилях к февралю 2021 года.
Эти два события, подкрепляющие мнение о том, что платину можно использовать вместо палладия в современных условиях ограничения токсичных выбросов, знаменуют собой дальнейшую эволюцию моделей использования данных металлов, которые менялись в течение последних четырех десятилетий.
Поскольку металлы платиновой группы (МПГ) использовались в первых в мире автокатализаторах или нейтрализаторах, разработанных еще в 1970-х годах, замена одного платиноида на другой является характерной особенностью.
Применение МПГ определяется несколькими факторами, включая эффективность, доступность и цену каждого металла, а также ужесточение норм относительно вредных выбросов.
Каталитическая эффективность металла зависит от температуры двигателя, типа и качества топлива, а также долговечности покрытия из пористого оксида.
В 1990-х годах низкая цена на палладий привела к тому, что он заменил платину в производстве бензиновых автокатализаторов, хотя для достижения необходимого уровня контроля выбросов первого требовалось в два раза больше, чем второго. Такой показатель замещения был обусловлен тем фактом, что каталитическая активность палладия снижается из-за присутствия серы; в то время бензин имел относительно высокое содержание этого элемента.
В течение 2000-х годов количество серы в топливе уменьшилось, что повлияло на характер использования МПГ. Во-первых, больше не было необходимости использовать удвоенное количество Pd, а это означает, что коэффициент замещения изменился с 2 : 1 до 1 : 1. Во-вторых, снижение содержания серы в дизеле обеспечило возможность использования данного металла в дизельных автокатализаторах.
Замещение и спрос на платину в автомобильной сфере
Спрос, предложение и сопутствующие затраты на покупку платины и других металлов группы также влияют на их применение. Например, скачок цен на палладий в 2000, когда за год его использование при производстве транспортных средств превысило добычу, привел к замене этого металла на платину.
Несмотря на экономический спад, вызванный пандемией COVID-19, сегодня рынок МПГ ─ с 2017 года, когда цена на палладий превысила цену платины ─ испытывает аналогичный дисбаланс: годовой спрос на Pd в автомобильной промышленности превышает предложение при очевидном и устойчивом дефиците металла. Это привело к расхождению цен на платину и палладий, причем последняя в настоящее время торгуется с ценовой премией свыше 1000 долларов США за унцию.
Как показывают недавние заявления BASF и Johnson Matthey, высокая цена, устойчивый рост спроса и ограниченный рост предложения палладия повышают вероятность увеличения потребности в платине с целью замещения палладия в бензиновых моделях автомобилей.