研工作者开始致力于非贵金属催化剂方面的探索。
2.2.2非贵金属催化剂
近年来，过渡金属和稀土元素的氧化物型和复合氧化物型催化剂一直受到人们的重视。已有一些过渡金属氧化物型、钙钛矿型的催化剂研制成功并投入使用。对于稀土资源丰富的我国来说，开发非贵金属催化剂具有广阔的前景。谭宇新等以稀土元素La、Ce 和过渡元素Cu、Ca、Mn 为主添加少量Pd作为活性组分，研制出La-Co-Cu-Mn-Ce-Pd等稀土催化剂具有高活性，高热稳定性和和低起燃温度，操作弹性好等特点。有的研究者以Fe2O3为载体，经高温焙烧制成一种新型复合金属氧化物催化剂，WCX-1(Re-Ni-Co-Cu-Ox/Fe2O3)，该催化剂具有较好的高温活性及很强的抗SO2中毒和抗积炭性能。
2.3 提高燃油品质技术
燃油品质与汽车尾气也有着重要的关系，为此世界各国，特别是发达国家不断对汽油质量做出越来越严格的规定。通常，降低汽油中苯、硫、芳烃、烯烃含量，降低雷德蒸汽压，并在汽油中添加含氧化合物，可以减少汽车尾气中污染物的排放。
此外，世界各著名机构研究的固体酸烷基化技术都能有效减少汽油中的烯烃含量，降低汽油的蒸汽压此外，采用吸附脱硫技术、催化蒸馏脱硫技术、选择性加氢脱硫工艺、在重整装置中增加苯抽提工艺等都能有效减少汽油中硫、苯、芳烃的含量，提高汽油的品质，改善汽油的质量，从而降低汽车尾气中有害物质的排放量，减轻汽车尾气的危害
2.4替代原料技术 2.4.1燃料电池
燃料电池是一种新型的无污染、无噪声的汽车动力源，它可不经过燃烧而直接将燃料的化学能转化为电能。其可靠性高，适用性强，能量转换效率高，污染小，噪声低。按电解质划分，燃料电池大致分为五类：碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、质子交换膜燃料电池( PEMFC)。以PEMFC 为例，氢气(为了保持膜湿润，一般在进入电池前进行湿化处理)进入电池扩散至阳极催化层与膜的界面，在铂催化剂的作用下失去电子，形成质子，质子由膜导通，在阴极与膜的界面，在铂催化剂的作用下与氧结合生成水，形成的水以蒸汽或冷凝水的形式由过剩的反应气从阴极气室排走。
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2.4.2燃气
采用清洁燃料治理汽车尾气污染，天然气、液化石油气是汽车燃料的理想替代物。它们在发动机内可以充分燃烧，汽车发动机不必作大的改动就可直接使用，使汽车所排放的污染成分大大低于汽油发动机和柴油车。近年来由于环境保护的压力和能源危机的影响，燃气汽车得到世界上大多数国家政府的重视支持。日本已决定从2000年开始，在国内大量推广燃气汽车。其它燃气汽车生产大国，如德国、法国等也不甘落后，纷纷投入研制开发新型的燃气汽车。大量的研究表明，汽车采用燃气后，尾气排放污染会显著降低，且成本费用低，安全性高，使用性能好。
在我国燃气汽车的推广活动已于上世纪末，本世纪初在全国范围内蓬勃展开。北京、上海、四川川东地区等12个城市和地区被国家确认为清洁汽车试点示范城市( 地区)，在全面加强对汽车排放控制管理的同时，重点开展压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)汽车推广工作。截至2002年6月底的统计，12个城市(地区)共建成加气站360余座，改装燃气汽车13余万辆。上海市的LPG加气站达80余座，遍布全市区，80%的出租汽车燃用LPG。北京市的单一燃料CNG公交车已达到2000余辆，成为世界拥有CNG公交车最多的城市。四川充分利用天然气资源的优势，成都、德阳、绵阳等城市共建成CNG加气站60余座，改装CNG汽车17000余辆。这些成绩为我国替代燃料汽车的推广应用积累了极为宝贵的经验和打下了重要的基础
2.4.3乙醇汽油
将乙醇进一步脱水再加上变性剂后生成变性燃料乙醇。所谓车用乙醇汽油就是把变性燃料乙醇和汽油以一定比例混配制成的一种汽车燃料，用乙醇汽油作为燃料的汽车早在上世纪已在巴西、印度等国家出现。在我国使用乙醇汽油作为汽车燃料在技术上已非常成熟，部分地方开始推广使用，但成本较高，经济效益不如汽油车。乙醇可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。它不影响汽车的 行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点，符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向，技术上成熟安全可靠，在我国完全适用，具有较好的经济效益和社会效益。
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第3章 汽车排放污染处理技术发展趋势
中国产业调研网发布的中国机动车尾气处理系统行业现状调研及未来发展趋势分析报告（2015-2022）认为，随着汽车数量越来越多、使用范围越来越广，它对世界环境的负面效应也越来越大，尤其是危害城市环境，引发呼吸系统疾病，造成地表空气臭氧含量过高，加重城市 热岛效应，使城市环境转向恶化。有关专家统计，到21世纪初，汽车排放的尾气占了大气污染的30～60%。随着机动车的增加，尾气污染有愈演愈烈之势，由 局部性转变成连续性和累积性，而各国城市市民则成为汽车尾气污染的直接受害者。《中国机动车尾气处理系统行业现状调研及未来发展趋势分析报告（2015-2022）》依据国家权威机构及机动车尾气处理系统相关协会等渠道的权威资料数据，结合机动车尾气处理系统行业发展所处的环境，从理论到实践、从宏观到微观等多个角度对机动车尾气处理系统行业进行调研分析。《中国机动车尾气处理系统行业现状调研及未来发展趋势分析报告（2015-2022）》内容严谨、数据翔实，通过辅以大量直观的图表帮助机动车尾气处理系统行业企业准确把握机动车尾气处理系统行业发展动向、正确制定企业发展战略和投资策略。目前最具活力的汽车尾气处理技术当数车用汽油机机内净化技术和车用汽油机后处理净化技术。人们对这两个技术在尾气治理上的应用进行研究探索
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3.1．车用汽油机机内净化技术
所谓机内净化就是从有害排放物的生成机理及影响因素出发，以改进发动
机燃烧过程为核心，达到减少和抑制污染物生成的各种技术。简单说就是降低污染物生成量的技术，如改进发动机的燃烧室结构、改进点火系统、改进进气系统、采用电控汽油喷射、采用废气再循环技术等。机内净化被公认为是治理车用汽油机排气污染的治本措施。
3.1.1采用电控发动机
发动机电子控制系统是根据相应传感器的信号由汽车电脑精确的控制喷油和点火，使发动机处于最佳状态下工作，不仅使汽车的动力性得到了提高，从而也大大提高了汽车的排放性。
3.1.2曲轴箱强制通风系统的设计
把从汽缸窜人曲轴箱的汽油与空气的混合气通过该系统再循环进人进气歧管，使其再次燃烧，改变了过去将其直接排人大气所造成的污染。
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3.1.3废气再循环系统的设计
发动机排气口用控制阀与进气歧管相连接，使排出的气体经过再次循环，将部分的废气引人进气歧管，和新鲜的混合气一起进人汽缸，降低了燃烧室的最高温度，从而降低氮氧化物的排放量。利用废气再循环降低NOX的排放，需要与电子控制结合，根据汽油机负荷、转速、冷却水温度传感器及启动开关信号，由ECU对废气再循环率随机进行控制，保证在对汽油机性能影响不大的条件下，降低NOX的排放。
3.1.4蒸发排放控制系统的设计
燃油箱中的燃油随时都在蒸发汽化，当发动机停机时，燃油蒸汽将逸人大气，造成对环境的污染，蒸发排放控制系统就是将燃油箱中的燃油蒸气收集和储存在炭罐内，在发动机工作时再将其送人汽缸烧掉，可大大减少污染物的排放。
3.2 车用汽油机后处理净化 3.2.1三效催化剂
三效催化剂是全世界普遍采用的汽油机排放控制后处理产品。在理论当量空燃比下，该产品可同时去除汽油车尾气中CO、HC和No。其进一步的发展趋 势是降低贵金属用量，在高性能稀土储氧材、耐高温高比表面材料、贵金属及助剂的负载和耐久性涂层的制备等技术上取得突破性进展。快速有效地处理冷起动阶段的污染物是欧Ⅲ以后汽油车催化剂发展的主要方向。冷起动过程HC处理技术分为两类：一类是加速催化转化器活化，主要措施有推迟发 动机点火、采用双层排气管、使用“薄壁式”催化剂载体、使用紧耦合氧化催化剂（COC）、使用电加热催化器（EHC）、使用燃油加热催化剂（EGC）、歧 管催化剂等；另一类是在三效催化转化器前置HC吸附器，目前HC从吸附层脱离起始温度要比催化层的活性温度低，脱离初期对HC净化有一定困难，有待于今后 通过材质改良、结构及温升特性的改进来进一步提高其净化性能。
3.2.2热反应器
汽油机工作过程中的不完全燃烧产物CO和HC在排气过程中可以继续氧化，但必须有足够的空气和温度以保证其高的氧化速率，热反应器为此提供必要的温度条件。在排气道出口处安装用耐热材料制造的热反应器，使尾气中未燃的碳氢化合物和一氧化碳在热反应器中保持高温并停留一段时间，使之得到充分氧化从而降低其排放量。
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3.2.3空气喷射
空气喷射就是将新鲜空气喷射到排气门的后面，使尾气中的HC化合物和CO在排气管内与空气混合，继续进行氧化的方法，又称二次空气法。当喷射的新鲜空气与尾气结合时，空气中的氧和HC化合物反应生成水，并成蒸汽状；而氧和CO反应生成CO2。
3.3稀薄燃烧技术
为了降低温室气体的排放，汽油机下一个发展趋势是稀薄燃烧汽油机的研发，而稀薄燃烧的最大难题是汽车排气污染后处理问题，也就是富氧条件下（稀燃）的NO净 化问题。主要处理技术有两种：一是选择催化还原，由于选择还原催化剂在富氧条件下处理的NO时，催化转化率较低、耐水及热稳定性差，应用受到限制；二是 吸附还原催化剂，吸附还原催化转化剂在较宽的温度范围内具有高的NO净化率（大于80％），不过对燃油中的含硫量要求较高。综合国内外的情况可以看出，只有稀燃NO催化剂取得突破性进展并满足严格的排放法规后，稀燃汽油机才能得到推广应用。
3.3.1 GDI系统
缸内直喷技术（GDI）是燃油以细微滴状的薄雾方式进入汽缸，而不是以蒸汽的方式。这也就意味着当燃油雾滴吸收热量变为可燃蒸汽时，实际上对发动机的汽缸起到了冷却的作用。这种冷却作用降低了发动机对辛烷的需要，所以其压缩比可以有所增加。而且正如柴油一样，采用较高的压缩比可以提高燃料的效率。采用GDI技术的另一个优点是它能够加快油气混合气体的燃烧速度，这使得GDI发动机和传统的化油器喷射发动机相比，可以很好地适应废气再循环工艺。中小负荷时，在压缩行程后期开始喷油，通过与燃烧系统的合理配合，在火花塞附近形成较浓的可燃混合气，在远离火花塞的区域，形成稀薄分层混合气;大负荷及全负荷时，在早期进气行程中将燃油喷入气缸，使燃油有足够时间与空气混合，形成完全的均质化学计量比进行燃烧。另外，也有采用分段喷油技术分层混合气，即在进气早期开始喷油，使燃油在气缸中均匀分布，在进气后期再次喷油，最终在火花塞附近形成较浓的可燃混合气，这种将一个循环中的喷油量分两次喷入气缸可以很好的实现混合气的分层。
日本三菱的GDI是最早的缸内直喷汽油发动机，借鉴柴油发动机节油的先天优势，来实现对汽油机的优化，柴油机是缸内喷射，，柴油机的压缩比很高，发动机的压缩比也比一般的汽油发动机高，一般都在12：1左右，但是，在这种压缩比下，还是不可能实现压燃，而且，汽油这种燃料的稳定性要比柴油差很远，注定不能压燃，还是要依靠火花塞来点燃。所以稀燃技术就成为这类直喷发动机
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