本披露涉及包括電化學(xué)室的排氣后處理系統(tǒng)，該電化學(xué)室以多種調(diào)配生成氨氣和氫氣來用于排放氣體的后處理。

背景技術(shù)：

此部分提供與本披露相關(guān)的背景信息，其并不一定是現(xiàn)有技術(shù)。

已經(jīng)開發(fā)了多種排氣后處理裝置，以試圖減少內(nèi)燃發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間排放到大氣中的nox和顆粒物質(zhì)的量。當(dāng)實(shí)施柴油燃燒過程時，尤其需要排氣后處理系統(tǒng)。用于柴油發(fā)動機(jī)排氣的典型后處理系統(tǒng)可以包括柴油機(jī)顆粒過濾器(dpf)、選擇性催化還原(scr)系統(tǒng)(包括尿素注入器)、碳?xì)浠衔?hc)注入器、以及柴油機(jī)氧化催化器(doc)中的一者或多者。

盡管在排氣流中轉(zhuǎn)換成氨氣的尿素有利于協(xié)助用scr還原nox，但使用在被提供至排氣流之前形成的氨氣提供了對還原nox更大的功效。進(jìn)一步，氫氣的使用可以是對于使dpf或其他催化劑涂敷的基材再生有用的。因此，令人希望的是發(fā)展各種不同系統(tǒng)和方法來用于針對排氣后處理生成氨氣和氫氣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

此部分提供本披露的總體概述而不是其全部范圍或其全部特征的全面披露。

本披露提供了一種后處理系統(tǒng)，包括提供在排氣通道中的排氣處理部件、承載水溶液試劑的儲箱、以及與該儲箱連通并被配置成用于從該儲箱接收該水溶液試劑的電化學(xué)室。該電化學(xué)室被配置成用于將水溶液試劑轉(zhuǎn)換成第一排氣處理流體和第二排氣處理流體?？刂破髋c該電化學(xué)室連通。該控制器被配置成用于改變這些電化學(xué)室所生成的第一排氣處理流體和第二排氣處理流體各自的量和/或成分。注入器與該電化學(xué)室和排氣通道連通，并且被配置成用于從該電化學(xué)室接收該第一排氣處理流體或該第二排氣處理流體中的一者，并且將這一排氣處理流體定量給送到該排氣通道中該排氣處理部件上游的位置處。

從本文所提供的描述中將清楚其他適用范圍。本概述中的描述和具體實(shí)例僅旨在用于說明的目的而并非旨在限制本披露的范圍。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于所選擇實(shí)施例的而不是對所有可能實(shí)施方式的說明性目的，并且不旨在限制本披露的范圍。

圖1是根據(jù)本披露的示例性實(shí)施例的排氣后處理系統(tǒng)的示意性表示；

圖2是可以用在根據(jù)本披露的排氣后處理系統(tǒng)中的電化學(xué)室的示意性表示；

圖3是根據(jù)本披露的另一示例性實(shí)施例的排氣后處理系統(tǒng)的示意性表示；

圖4是根據(jù)本披露的另一示例性實(shí)施例的排氣后處理系統(tǒng)的示意性表示；

圖5是根據(jù)本披露的另一示例性實(shí)施例的排氣后處理系統(tǒng)的示意性表示；

圖6是根據(jù)本披露的另一示例性實(shí)施例的排氣后處理系統(tǒng)的示意性表示；并且

圖7是根據(jù)本披露的另一示例性實(shí)施例的排氣后處理系統(tǒng)的示意性表示。

貫穿附圖中的若干視圖，相應(yīng)的參考號表示相應(yīng)的部分。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述多個示例性實(shí)施例。

提供了多個示例性實(shí)施例從而使得本公開將是詳盡的，并將其范圍充分地告知本領(lǐng)域的技術(shù)人員。闡述了許多特定的細(xì)節(jié)，例如特定的部件、裝置和方法的示例，以提供對本披露的實(shí)施例的詳盡理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯然地不必采用特定的細(xì)節(jié)，而可以用多種不同的形式實(shí)施示例性實(shí)施例、并且這些特定的細(xì)節(jié)都不應(yīng)解釋為是對本披露的范圍的限制。在一些示例性實(shí)施例中，對周知過程、周知裝置結(jié)構(gòu)、以及周知技術(shù)不做詳細(xì)描述。

在此所使用的術(shù)語僅是出于描述特定示例性實(shí)施例的目的而并不旨在限制。如在此所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”可以旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外指明。術(shù)語“包括”、“含有”、“包含”和“具有”都是包括性的并且因此指定所陳述特征、整合物、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或加入一種或多種其他特征、整合物、步驟、操作、元件、部件和/或它們的集合。在此所描述的這些方法步驟、過程和操作不應(yīng)當(dāng)被解釋為必須要求它們按所討論或示出的特定順序執(zhí)行，除非特別指出執(zhí)行順序。還應(yīng)當(dāng)理解的是，可以采用另外的或替代性的步驟。

當(dāng)一個元件或?qū)由婕啊霸凇稀?、“接合到”、“連接到”、或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r，它可以是直接在該另一元件或?qū)由?、接合、連接或聯(lián)接到該另一元件或?qū)?，或者可以存在中間元件或?qū)?。相比之下，?dāng)一個元件涉及“直接在……上”、“直接接合到”、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r，就可能不存在中間元件或?qū)?。用于描述這些元件之間關(guān)系的其他詞語應(yīng)當(dāng)以類似的方式進(jìn)行解釋(例如，“之間”與“直接之間”，“相鄰”與“直接相鄰”等)。如在此所使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)目的一項(xiàng)或多項(xiàng)的任意和所有組合。

雖然術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等在此可以用來描述不同的元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語可以僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個區(qū)域、層或部分區(qū)分開。術(shù)語諸如“第一”、“第二”和其他數(shù)字術(shù)語在此使用時并不暗示序列或順序，除非上下文明確指出。因此，下文中討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段，而不偏離示例性實(shí)施例的傳授內(nèi)容。

空間相關(guān)術(shù)語，諸如“內(nèi)”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等在此是為了使得對如這些附圖中所示出的一個元件或特征相對于另一個或多個元件或者一個或多個特征的關(guān)系的描述易于闡釋。空間相關(guān)術(shù)語可以旨在涵蓋除了在附圖中描繪的取向之外的、裝置在使用或操作中的不同取向。例如，如果裝置在這些附圖中被翻轉(zhuǎn)，則被描述為“下方”或“之下”的元件或特征將被取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧戏健?。因此，示例性術(shù)語“下方”可以涵蓋上方和下方兩種取向。裝置可以被另外取向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他取向)，并且在此所使用的空間相關(guān)描述符做出了相應(yīng)的解釋。

圖1示意性地展示了根據(jù)本披露原理的示例性排氣系統(tǒng)10。排氣系統(tǒng)10可以包括與燃料源(未示出)連通的至少一個發(fā)動機(jī)12，燃料一旦消耗掉就將產(chǎn)生排放氣體，排放氣體排入具有排氣后處理系統(tǒng)16的排氣通道14中。發(fā)動機(jī)12可以是用于如汽車、卡車、機(jī)車、或船舶的發(fā)動機(jī)，或者是用在固定式發(fā)電廠應(yīng)用中的發(fā)動機(jī)?？梢栽诎l(fā)動機(jī)12的下游布置一對排氣處理部件18和20，該對排氣處理部件可以包括催化劑涂覆的基材或過濾器22和24。催化劑涂覆的基材或過濾器22和24可以是以下各項(xiàng)的任何組合：柴油微粒過濾器(dpf)、柴油氧化催化器(doc)部件、選擇性催化還原(scr)部件、貧nox催化器(lnc)、氨逃逸催化器、或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他類型的排氣處理裝置。如果使用dpf，其可以是催化劑涂敷的(例如，doc催化劑涂敷的、scr催化劑涂敷的、或其他類型的催化劑涂敷的基材)。在所展示的實(shí)施例中，基材22包括dpf部件，并且基材24包括scr部件。

盡管本披露沒有要求，但是排氣后處理系統(tǒng)16可以進(jìn)一步包括諸如熱增強(qiáng)裝置或燃燒器26的部件以便提高經(jīng)過排氣通路14的排放氣體的溫度。提高排放氣體的溫度有利于實(shí)現(xiàn)在寒冷天氣條件下以及在發(fā)動機(jī)12的啟動時點(diǎn)燃在排氣處理部件18中的催化劑，以及當(dāng)排氣處理部件18是dpf時激活排氣處理基材22的再生。

為協(xié)助對發(fā)動機(jī)12所產(chǎn)生的排放物加以還原，排氣后處理系統(tǒng)16可以包括定量給送模塊或注入器28和38以用于周期性地將第一排氣處理流體和第二排氣處理流體對應(yīng)地定量給送到排氣流中。如圖1中所展示的，注入器28可以定位在排氣處理部件18的上游，并且可操作來將該第一排氣處理流體注入到被選擇用于例如改善催化劑涂敷的基材22和24的催化劑的起燃的排氣流中。注入器38可以定位在排氣處理部件20的上游，并且可運(yùn)行來將第二排氣處理流體注入到排氣流中，第二排氣處理流體可以操作來例如協(xié)助排氣流中的nox的還原。

更具體地，根據(jù)本披露，注入器28和38與電化學(xué)室29流體連通，電化學(xué)室通過入口管線34從試劑儲箱30和泵32接收尿素水溶液。盡管本披露沒有要求，但是電化學(xué)室29可以經(jīng)由返回管線36與試劑儲箱30連通。返回管線36允許任何沒有發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的尿素溶液回流至試劑儲箱30。

如將在以下更詳細(xì)地描述的，尿素水溶液在電化學(xué)室29中經(jīng)歷電化學(xué)處理以生成包括氨氣(nh3)和氫氣(h2)的氣態(tài)流體。包括氫氣的流體隨后可以被供應(yīng)給注入器28，該注入器將包括氫氣的流體定量給送到排氣通道14中dpf22的上游以使排氣溫度升高并協(xié)助再生dpf(即，協(xié)助消除碳煙的積累)。生成的包括氨氣的流體被供應(yīng)給注入器38，該注入器將包括氨氣的流體定量給送到排氣通道14中scr基材24的上游以促進(jìn)從排氣流中消除nox。盡管排氣系統(tǒng)16被設(shè)計(jì)成用于在通過電化學(xué)室29后對應(yīng)地向注入器28和38提供包括氫氣和氨氣的流體，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，可以繞過室29而使得試劑儲箱30中的尿素水溶液可以經(jīng)由注入器入口管線41被直接提供給配置成用于液體定量給送的注入器39。

通過使用包括氫氣的流體來升高排氣溫度，促進(jìn)了下游催化器的激活。在此方面，使用包括氫氣的流體改善了幾乎所有類型的催化器的起燃和轉(zhuǎn)化效率，這使得在較低溫度下能有較高的轉(zhuǎn)化效率，促進(jìn)了冷啟動和低負(fù)荷負(fù)載循環(huán)響應(yīng)，這些是排氣排放物減少的焦點(diǎn)領(lǐng)域。

此外，使用由室29生成的包括氫氣的流體可以用于協(xié)助lnc系統(tǒng)中nox的轉(zhuǎn)換，并且協(xié)助減少副產(chǎn)品排放物，這些副產(chǎn)品排放物典型地需要附加的催化劑清除。受益于使用由室29生成的氫氣的其他系統(tǒng)包括nox吸收器。在此方面，氫氣可以用于以類似于dpf的方式再生吸收器(即，減少碳煙)。由室29生成的氫氣的另一個益處是包括氫氣的流體可以與二氧化碳反應(yīng)來生成車載碳?xì)浠衔?，這些碳?xì)浠衔镫S后可以在雙燃料應(yīng)用中使用(即，包括一種以上燃料源的發(fā)動機(jī)應(yīng)用，如船舶或固定式應(yīng)用)。替代地，包括氫氣的流體可以被供應(yīng)給發(fā)動機(jī)12以改善燃燒，這在提高燃料效率的同時減少了排放物。供應(yīng)給發(fā)動機(jī)12的包括氫氣的流體的額外益處包括解決發(fā)動機(jī)爆震、減少燃燒過程中生成的nox的量、以及減少缸內(nèi)顆粒物質(zhì)。

有效處理排氣流所要求的氨氣的量可以是隨載荷、發(fā)動機(jī)速度、排放氣體溫度、排放氣體流速、發(fā)動機(jī)燃料注入正時、所希望的nox還原、氣壓計(jì)壓力、相對濕度、egr比率和發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度而變化的?？梢栽谂艢馓幚聿考?4的下游定位nox傳感器或量計(jì)40。nox傳感器40可運(yùn)行來向發(fā)動機(jī)控制單元42輸出指示排氣nox含量的信號?？梢越?jīng)發(fā)動機(jī)/車輛的數(shù)據(jù)總線從發(fā)動機(jī)控制單元40將所有或者一些發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)提供給試劑電子定量給送控制器44。試劑電子定量給送控制器44也可以作為發(fā)動機(jī)控制單元42的一部分而包括在內(nèi)。如在圖1中指示的，可以通過對應(yīng)的傳感器來測量排放氣體溫度、排放氣體流量和排氣背壓以及其他車輛運(yùn)行參數(shù)。

有效處理排氣流所需的排氣處理流體的量還可能取決于發(fā)動機(jī)12的大小。就此而言，在火車機(jī)車、海洋應(yīng)用、以及固定式應(yīng)用中使用的大型柴油發(fā)動機(jī)可能具有超過單一注入器28和38能力的排氣流量。因而，盡管僅展示了用于定量給送包括氫氣的流體的單個注入器28和用于定量給送包括氨氣的流體(或用于定量給送尿素水溶液)的單個注入器38，但應(yīng)理解的是本披露設(shè)想了用于氫氣和氨氣注入的多個注入器28和38。

圖2中展示了示例性電化學(xué)室29。電化學(xué)室29可以包括反應(yīng)室46，該反應(yīng)室可以由諸如鋼的、不會被反應(yīng)室46所容納的堿性電解液成分腐蝕的材料制成。陽極48和陰極50懸掛在容納在腔室46中的堿性電解液成分52之中。分隔體53定位在陽極48與陰極50之間，這樣使得在陽極48和陰極50處各自生成的包括氨氣和氫氣產(chǎn)物流可以對應(yīng)地被單獨(dú)引導(dǎo)至對應(yīng)的注入器28和38。堿性電解液成分52包括從試劑儲箱30接收到的有效量的尿素水溶液。陽極48與陰極50電連接至諸如電壓源的電源54，該電源對堿性電解液成分52中所含有的尿素水溶液的電解提供電能。盡管未展示出，但是腔室46可以包括使尿素水溶液與堿性電解液成分52混合的攪拌裝置。

電極48和50可以各自包括導(dǎo)體或包括可以涂覆有一個或多個活性傳導(dǎo)部件的支撐體。示例性導(dǎo)體包括但不限于諸如鎳和鉑的金屬、諸如碳鋼或不銹鋼的合金、或諸如碳或石墨的能夠?qū)щ姷钠渌牧稀Ｊ纠噪姌O支撐材料可以從許多已知的支撐物中選擇，例如像箔、網(wǎng)、以及海綿。支撐材料可以包括但不限于鎳箔、鈦箔、石墨、碳素纖維、碳紙、玻璃鋼、碳納米纖維、以及碳納米管。除了這些列舉出的具體的支撐材料以外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將識別出其他適合的支撐物。

陽極48可以包括對堿性電解液成分52顯惰性的導(dǎo)體。此外，陽極48可以進(jìn)一步包括對堿性電解液成分52顯惰性的并且涂覆有一個或多個活性傳導(dǎo)部件的支撐材料。根據(jù)本披露的實(shí)施例，尿素水解反應(yīng)發(fā)生在陽極48的傳導(dǎo)部件處。因此，陽極48處的導(dǎo)體和/或傳導(dǎo)部件包括對尿素的電解水解顯活性的一種或多種金屬?；钚越饘倏梢园ɡ玮挕~、銥、鐵、鉑、鎳、銠、釕、或其混合物或合金，并且尤其是鎳?；钚越饘倏梢允茄趸问降?，如氫氧化鎳。

陰極50可以包括對堿性電解液成分52顯惰性的導(dǎo)體。此外，陰極50可以進(jìn)一步包括對堿性電解液成分顯惰性的并且涂覆有一個或多個活性傳導(dǎo)部件的支撐材料。例如，陰極的傳導(dǎo)部件可以包括例如碳、鈷、銅、銥、鐵、鎳、鈀、鉑、銠、釕、或其混合物或合金。示例性傳導(dǎo)部件包括碳鋼和不銹鋼。

陽極48與陰極50的結(jié)構(gòu)不限于任何具體的形狀或形式。例如，活性金屬可以形成為箔、線、網(wǎng)、珠、或涂覆到支撐物上。替代地，陽極48和陰極50可以形成為一系列的電極板、圓柱形元件、波浪形元件、或瑞士卷類型的電極。

分隔體53使陽極48與陰極50分隔開。分隔體53一般由對堿性電解液成分52化學(xué)耐受的材料構(gòu)造成。許多聚合物適合構(gòu)造分隔體53，包括諸如和聚丙烯之類的材料。替代地，分隔體53可以是例如離子交換膜、固體電解質(zhì)、或電解質(zhì)膠體。進(jìn)一步地，分隔體53對氣體或液體而言可以是可滲透的、半滲透的、或不可滲透的。

電解液成分52優(yōu)選地是堿性的。因而，堿性電解液成分52可以包括足量的任何合適的氫氧化鹽、碳酸鹽、或碳酸氫鹽。也可以使用堿性金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化鹽，諸如氫氧化鋰、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化鋇、氫氧化鍶、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、以及其混合物。類似地，堿性金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽或堿土金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽也是合適的電解質(zhì)。堿性電解液成分52還可以包括膠體，諸如固體聚合物電解質(zhì)。適合的膠體包括但不限于那些含有聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺以及類似聚合物和共聚物的膠體。

電壓源54可以是任何合適的源，諸如汽車電池(未示出)、汽車交流發(fā)電機(jī)、或燃料電池。在固定式應(yīng)用的情況中，該電壓源可以是例如來自電網(wǎng)或來自可再生能源諸如太陽能電池或風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的電源。也可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他電壓源。不論何種電壓源，均要求充足的電壓以引發(fā)尿素的電解水解?？傮w上，使尿素電解或電解水解所要求的最小電壓是0.85伏特。

此外，根據(jù)本披露，從尿素水溶液生成包括氨氣和氫氣的流體的速率可以通過改變加至電化學(xué)室29的電壓來控制。在此方面，電壓源54被配置成用于將電壓勢施加至電化學(xué)室29使得陽極48與陰極50之間存在電壓差。此外，可以將可變的接地或參考電壓勢施加至電化學(xué)室29。通過改變陽極48與陰極50之間的電壓差，在陽極48與陰極50處各自生成的流體中氨氣和氫氣的量也可以被改變。以此方式，可以如所希望地調(diào)整含有氨氣的流體的量和含有氫氣的流體的量。

由電壓源54提供至電化學(xué)室29的電壓勢可以由ecu42或控制器44來控制。例如，控制器44被配置成基于從nox傳感器40接收的信號來確定由發(fā)動機(jī)12生成的nox的量?？刂破?4因此可以對電壓源54發(fā)指令來調(diào)節(jié)施加至陽極48與陰極50之間的電壓差，以便增加或減少由電化學(xué)室29生成的氨氣。替代地，控制器44被配置成基于曲軸位置、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)、排氣體積、排氣溫度等確定陽極48與陰極50之間的正確電壓差。以此方式，生成的氨氣和氫氣可以被單獨(dú)地、動態(tài)地增加或減少。

對應(yīng)地在陽極48與陰極50處生成氫氣和氨氣后，氣體混合物通過出口55離開電化學(xué)室29，氣體混合物隨后被引導(dǎo)至注入器28或注入器38并且被定量給送到排氣流中。就此而言，出口55包括閥門57，該閥門可以將該氣體混合物引導(dǎo)至注入器28或注入器38。替代地，閥門57可以用于分出該混合氣體的一部分給注入器28，并且分出該混合氣體的一部分給注入器38。無論如何，如以上所指出的，電化學(xué)室29可以以能夠生成氫氣和氨氣的多種不同調(diào)配的方式來運(yùn)行?；谒Ｍ呐艢庀到y(tǒng)16的運(yùn)行條件，閥門57的使用允許將按需要或希望的多種不同調(diào)配的氣體混合物引導(dǎo)至一個或多個注入器28和/或38。

現(xiàn)在參考圖3，可以看到排氣后處理系統(tǒng)16可以包括多個電化學(xué)室29，與每個室29相關(guān)聯(lián)的每個電壓源54與控制器44連通。替代地，每個電壓源54可以額外與ecu42連通或僅與ecu42連通。應(yīng)理解的是，盡管展示了三個電化學(xué)室29a、29b、和29c，但是可以使用更多或更少數(shù)量的室29而不偏離本披露的范圍。

每個電壓源54獨(dú)立地與控制器44或ecu42連通，因此每個電化學(xué)室29可以被單獨(dú)地控制。因此，由每個室29生成的氨氣和氫氣的量可以被獨(dú)立地調(diào)整以針對排氣后處理和發(fā)動機(jī)燃燒生成多種不同調(diào)配的氨氣和氫氣。例如，所有這些室29a-29c均可以被控制器44或ecu42控制成只生成氨氣或比氫氣多的氨氣，或者所有這些室29a-29c均可以被控制器44或ecu42控制成只生成氫氣或比氨氣多的氫氣。替代地，這些室29中的一些室(例如，29a和29b)可以用于生成氨氣或增加氨氣生成，并且這些室29之一(例如，29c)可以用于生成氫氣或增加氫氣生成。又替代地，單個室(例如，29a)可以用于氨氣生成并且其余的室(例如，29b和29c)可以用于氫氣生成，或者反之亦然。在其他實(shí)施例中，一定數(shù)量的(例如，1、2、或3個)室(例如，29a)可以用于生成用于發(fā)動機(jī)燃燒的氫氣，另一數(shù)量的(例如，1或2個)室可以用于排氣后處理。此外，可以根據(jù)需要來解除激活室29a至29c中任何數(shù)量的室。針對氨氣和氫氣生成考慮了使用室29a至29c的任何數(shù)量的不同組合。

每個室29a、29b、和29c包括可以通過閥門57打開和關(guān)閉的出口55，這些閥門57各自與控制器44或ecu42連通。在此構(gòu)型中，可以控制閥門57來將由室29a、29b、和29c生成的氣體混合物引導(dǎo)至注入器28或注入器38。替代地，閥門57可以用于分出該混合氣體的一部分給注入器28，并且分出該混合氣體的一部分給注入器38。無論如何，如以上所指出的，電化學(xué)室29a、29b、和29c可以以能夠生成氫氣和氨氣的多種不同調(diào)配的方式來運(yùn)行?；谒Ｍ呐艢庀到y(tǒng)16的運(yùn)行條件，多個閥門57的使用允許將按需要或希望的多種不同調(diào)配的氣體混合物引導(dǎo)至一個或多個注入器28和/或38。

圖3還展示了與各電化學(xué)室29a、29b、和29c相關(guān)聯(lián)的溫度控制裝置59的使用。溫度控制裝置59可以使電化學(xué)室29a、29b、和29c加熱或降溫以便進(jìn)一步使由各室生成的氫氣和氨氣的量合適。即，也可以使用溫度來在影響氫氣和氨氣的生成的程度上影響在陽極48和陰極50處的反應(yīng)特性。因?yàn)楦鳒囟瓤刂蒲b置59與控制器44或ecu42連通，所以各室29a、29b、和29c可以被獨(dú)立地調(diào)整來影響由各室生成的氣體的調(diào)配。

先參見圖4，可以看到電化學(xué)室29與氫氣氣體儲存器61和氨氣氣體儲存器63連通。盡管圖4中只展示了單個電化學(xué)室29，但是應(yīng)理解的是可以使用多個電化學(xué)室(例如，圖3中展示的電化學(xué)室29a、29b、和29c)而不偏離本披露的范圍。根據(jù)圖4中展示的構(gòu)型，尿素水溶液試劑在經(jīng)過旁通閥65后通過泵32從儲箱30被供應(yīng)至一個或多個電化學(xué)室29。替代地，由控制器44或ecu42控制的旁通閥65可以通過旁通管線39將尿素水溶液試劑直接引導(dǎo)至注入器38。盡管只有圖4展示了旁通閥65的使用，但是應(yīng)理解的是圖1-7中展示的構(gòu)型中的任一者都可以包括旁通閥67和旁通管線39來將尿素水溶液試劑直接提供至注入器38。

在一個或多個電化學(xué)室29接收尿素水溶液試劑后，氨氣或氫氣的生成被如同以上所描述的執(zhí)行。更具體地，通過利用控制器44或ecu42控制電壓源54來指導(dǎo)一個或多個電化學(xué)室29生成氨氣或氫氣。由一個或多個電化學(xué)室29生成的氨氣或氫氣隨后通過出口55離開一個或多個電化學(xué)室，閥門67被放置在該出口處以將氣體引導(dǎo)至所希望的儲存器61或63。即，如果一個或多個電化學(xué)室29生成氫氣，則閥門67將氫氣引導(dǎo)至氫氣儲存器61。如果一個或多個電化學(xué)室29生成氨氣，則閥門67將該氨氣引導(dǎo)至氨氣儲存器63。儲存器61和63于是可以對應(yīng)地儲存氫氣和氨氣，直到排氣系統(tǒng)16需要時。當(dāng)排氣系統(tǒng)16需要這些氣體時，儲存器61和63于是可以供給注入器28和38以用于定量給送到排氣流中。為了控制將氣體供應(yīng)至注入器28和38，儲存器61和63可以包括由控制器44或ecu42控制的機(jī)械的或機(jī)電的出口(未示出)。

現(xiàn)在參考圖5，可以看到排氣后處理系統(tǒng)16可以包括多個電化學(xué)室29，與每個室29相關(guān)聯(lián)的每個電壓源54與控制器44連通。替代地，每個電壓源54可以額外與ecu42連通或僅與ecu42連通。應(yīng)理解的是，盡管展示了四個電化學(xué)室29a、29b、29c、和29d，但是可以使用更多或更少數(shù)量的室29而不偏離本披露的范圍。

每個電壓源54獨(dú)立地與控制器44或ecu42連通，因此每個電化學(xué)室29可以被單獨(dú)地控制。因此，由每個室生成的氨氣和氫氣的量可以被獨(dú)立地調(diào)整以針對排氣后處理和發(fā)動機(jī)燃燒生成多種不同調(diào)配的氨氣和氫氣。例如，所有這些室29a-29d均可以被控制器44或ecu42控制成只生成氨氣或比氫氣多的氨氣，或者所有這些室29a-29d均可以被控制器44或ecu42控制成只生成氫氣或比氨氣多的氫氣。替代地，這些室29中半數(shù)的室(例如，29a和29b)可以用于生成氨氣或增加氨氣生成，并且這些室29中半數(shù)的室(例如，29c和29d)可以用于生成氫氣或增加氫氣生成。又替代地，單個室(例如，29a)可以用于氨氣生成并且其余的室(例如，29b-29d)可以用于氫氣生成，或者反之亦然。在其他實(shí)施例中，一定數(shù)量的(例如，1、2、或3個)室(例如，29a)可以用于生成用于發(fā)動機(jī)燃燒的氫氣，另一數(shù)量的(例如，1、2或3個)室可以用于排氣后處理。此外，可以根據(jù)需要來解除激活室29a至29d中任何數(shù)量的室。針對氨氣和氫氣生成考慮了使用室29a至29d的任何數(shù)量的不同組合。

盡管圖5中的室29a至29d被展示為彼此分離且間隔開的并且經(jīng)由出口56和58對應(yīng)地與它們自己相應(yīng)的注入器28和38連通，但是本披露不應(yīng)受限于此。例如，如6圖中所展示的，氨氣和氫氣的出口管線56和58對應(yīng)地可以供給各室29共用的供給管線60和62。供給管線60和62則可以與單個注入器28或38連通，或通過使用額外的管線64和閥門66(圖7)與多個注入器28或38連通，閥門66與控制器44或ecu42連通，這樣使得所希望的氨氣或氫氣的定位可以通過打開或關(guān)閉不同的閥門66來控制。替代地，室29a至29d可以如圖6中所展示的堆疊方式安排。

如以上所指出的，對施加至陽極48與陰極50各自上的電壓的調(diào)整可以用于使由各室29生成的氨氣和氫氣量和/或成分合適。類似地，對施加至陽極48與陰極50各自上的電流的調(diào)整也可以用于影響室29的性能。假設(shè)施加至陽極48和陰極50各自上的電壓恒定，通過調(diào)整室29的電阻可以使施加至陽極48和陰極50的電流變化。更具體地說，通過升高或降低室29的電阻可以調(diào)整電流。為了調(diào)整室29的電阻，可以通過增大或減小提供至室29的尿素水溶液試劑的量來改變尿素水溶液試劑的濃度。這可以通過調(diào)整泵32的運(yùn)行來增大或減小進(jìn)入室29的尿素水溶液試劑的流速來完成。替代地，增大或減小電解液52的濃度可以影響室29的電阻。就此而言，盡管未在圖中展示，但應(yīng)理解的是使用儲箱(未示出)以及允許電解液52被再充入的進(jìn)口和出口，堿性電解液52就可以被不斷地回收利用。類似于尿素水溶液試劑，可以調(diào)整進(jìn)入室的堿性電解液52的流速來影響其濃度。

此外，如果陽極48由鎳形成，則相信在陽極48的表面處羥基氧化鎳(niooh)的形成有助于從尿素水溶液試劑催化形成氨氣。通過調(diào)整施加至陽極48的電流可以增加或減少羥基氧化鎳的形成。因而，為了增加由室29生成的氨氣的量，可以通過增加羥基氧化鎳的形成來增加施加至陽極48的電流，并且從而增加氨氣的生成速率。替代地，如果希望生成較少的氨氣，則可以通過降低施加至陽極48的電流來減少氫氧化鎳的形成。無論如何，應(yīng)理解的是，通過調(diào)整施加至陽極48和陰極50的電流，各室29就可以生成不同調(diào)配的氨氣和氫氣。盡管室29的電阻可以被尿素水溶液濃度或電解液52濃度影響，但是應(yīng)理解的是也可以以其他方式來改變該電阻。例如，添加鹽、酸或堿也可以用來修改室的電阻。

還可以用電流來控制來自尿素的電解水解的氨氣的生成，從而控制將氨氣注入排放氣體處理系統(tǒng)中的速率。例如，可能要求給定的電流來在該陽極的所有區(qū)域中引發(fā)活性金屬的活性形式以使氨氣的生成最大化。當(dāng)對氨氣的需求減小時，施加的電流可以降低。

還應(yīng)理解的是，室29可以在變化范圍的壓力和溫度下運(yùn)行。優(yōu)選地，該壓力可以大約是大氣或環(huán)境壓力。就溫度而言，室29運(yùn)行的優(yōu)選溫度范圍可以在約0℃至約100℃的范圍之間。從防止室中發(fā)生不希望的共聚反應(yīng)的立場來說，一般不希望超過100℃的溫度。示例性的不希望的共聚反應(yīng)包括尿素水溶液經(jīng)歷熱解反應(yīng)，熱解反應(yīng)可能生成不希望的副產(chǎn)物，如縮二脲、三聚氰酸、氰尿酰胺、氰尿二酰胺、和三聚氰胺。此外，接近或高于100℃的溫度可能導(dǎo)致室29中流體的過大蒸發(fā)速度。無論如何，應(yīng)理解的是可以通過任何可供使用的源來控制室29的溫度。例如，電解室29可以包括加熱設(shè)備，如圍繞腔室46的加熱套，通過將排氣提供至該套可以從該加熱套供應(yīng)熱量。替代地，可以對室29提供電加熱器。

以上對這些實(shí)施例的描述是出于示出和描述的目的提供的。并不旨在是窮盡的或限制本披露。具體實(shí)施例的單獨(dú)的要素或特征通常并不局限于該具體實(shí)施例，而是在適用時是可互換的、并且可以用在甚至并未明確示出或描述的選定實(shí)施例中。也可以用多種方式來對其加以變化。這樣的變化不應(yīng)視作是脫離本披露，并且所有這樣的改動都旨在包括在本披露的范圍之內(nèi)。