本披露涉及包括電解生成的、用于發(fā)動機尾氣處理的氫氣和氨氣的排氣后處理系統(tǒng)。

背景技術：

此部分提供與本披露相關的背景信息，其并不一定是現(xiàn)有技術。

已經開發(fā)了多種排氣后處理裝置，以試圖減少內燃發(fā)動機運行期間排放到大氣中的NOX和顆粒物質的量。當實施狄塞爾燃燒過程時，尤其需要排氣后處理系統(tǒng)。用于柴油發(fā)動機排氣的典型后處理系統(tǒng)可以包括柴油機顆粒過濾器(DPF)、選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)(包括尿素注入器)、碳氫化合物(HC)注入器、以及柴油機氧化催化器(DOC)中的一者或多者。

已經在減少排放到大氣中的NOX方面顯示出潛力的另一后處理裝置是稀NOX捕集器(LNT)。LNT是以類似于海綿的方式捕集NOX(NO和NO2分子)的裝置。一旦LNT飽和(就像充滿水的海綿)，就不能再吸收NOX。因此，已經設計了多種不同方案來“凈化”或“再生”捕集器。用于凈化LNT的一個方案是在LNT上游注入柴油燃料。在此方面，柴油燃料提供碳氫化合物，這些碳氫化合物在富集條件下與被吸收的NOx發(fā)生化學反應以生成水(H₂O)和氮氣(N₂)作為該化學反應的產物。然而，使用柴油燃料作為反應物導致不希望發(fā)生的燃料損耗。因此，希望的是開發(fā)具有不使用柴油燃料作為用于凈化或再生LNT的反應物的LNT的排氣后處理系統(tǒng)。

概述

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。

本披露涉及一種排氣后處理系統(tǒng)，包括：一排氣通道；提供在該排氣通道中的一稀NOx捕集器(LNT)；承載水溶液試劑的一儲箱；與該儲箱連通并且被配置成用于從該儲箱接收水溶液試劑的一電化學室，該電化學室被配置成用于將該水溶液試劑轉換為用于凈化該LNT的氫氣排氣處理流體；以及與該電化學室連通的一控制器，其中該控制器被配置成用于改變由該電化學室生成的氫氣排氣處理流體的量。

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施例的而不是對所有可能實施方式的說明性目的，并且不旨在限制本披露的范圍。

圖1是根據本披露的示例性實施例的排氣后處理系統(tǒng)的示意性表示；

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

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

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

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

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

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

圖8是根據本披露的另一示例性實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，相應的參考號表示相應的部分。

詳細說明

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述多個示例性實施例。

提供了多個示例性實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域的技術人員。闡述了許多特定的細節(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施例的詳盡理解。對本領域的技術人員來說顯然地不必采用特定的細節(jié)，而可以用多種不同的形式實施示例性實施例、并且這些特定的細節(jié)都不應解釋為是對本披露的范圍的限制。在一些示例性實施例中，對周知過程、周知裝置結構、以及周知技術不做詳細描述。

在此所使用的術語僅是出于描述特定示例性實施例的目的而并不旨在限制。如在此所使用的，單數形式“一”、“一個”和“該”可以旨在也包括復數形式，除非上下文清楚地另外指明。術語“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、過程和操作不應當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。還應當理解的是，可以采用另外的或替代性的步驟。

當一個元件或層涉及“在……上”、“接合到”、“連接到”、或“聯(lián)接到”另一元件或層時，它可以是直接在該另一元件或層上、接合、連接或聯(lián)接到該另一元件或層，或者可以存在中間元件或層。相比之下，當一個元件涉及“直接在……上”、“直接接合到”、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或層時，就可能不存在中間元件或層。用于描述這些元件之間關系的其他詞語應當以類似的方式進行解釋(例如，“之間”與“直接之間”，“相鄰”與“直接相鄰”等)。如在此所使用的，術語“和/或”包括相關聯(lián)的所列項目的一項或多項的任意和所有組合。

雖然術語“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/或部分不應當受這些術語的限制。這些術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。術語諸如“第一”、“第二”和其他數字術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，而不偏離示例性實施例的傳授內容。

空間相關術語，諸如“內”、“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系的描述易于闡釋?？臻g相關術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，則被描述為“下方”或“之下”的元件或特征將被取向為在其他元件或特征“上方”。因此，示例性術語“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90度或以其他取向)，并且在此所使用的空間相關描述符做出了相應的解釋。

圖1示意性地展示了根據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12，燃料一旦消耗掉就將產生排放氣體，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12可以是用于如汽車、卡車、機車、或船舶的發(fā)動機，或者是用在固定式發(fā)電廠應用中的發(fā)動機?？梢栽诎l(fā)動機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。在所展示的實施例中，基材22包括稀NOx捕集器(LNT)部件，并且基材24包括SCR部件。LNT是在稀薄排氣條件下吸收NOx并在富集條件下將NOx化學還原為水和氮氣的類型的NOx消除系統(tǒng)。

盡管本披露沒有要求，但是排氣后處理系統(tǒng)16可以進一步包括諸如熱增強裝置或燃燒器26的部件以便提高經過排氣通路14的排放氣體的溫度。提高排放氣體的溫度有利于實現(xiàn)在寒冷天氣條件下以及在發(fā)動機12啟動時在排氣處理部件18中的催化劑(如果存在)的起燃、以及在排氣處理基材22是LNT時引發(fā)排氣處理部件18的再生。

為協(xié)助對發(fā)動機12所產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，并且可操作來將第一排氣處理流體注入到被選擇用于例如凈化或再生LNT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的選擇性還原。

更具體地，根據本披露，注入器28和38與電化學室29流體連通，電化學室29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，但是電化學室29可以經由返回管線36與試劑儲箱30連通。返回管線36允許任何沒有發(fā)生電化學反應的尿素溶液回流至試劑儲箱30。

如將在以下更詳細地描述的，尿素水溶液在電化學室29中發(fā)生電化學反應以生成氨氣(NH₃)和氫氣(H₂)。氫氣隨后可以被供應給注入器28，該注入器將氫氣定量給送到排氣通道14中LNT 22的上游以協(xié)助再生LNT(即，協(xié)助消除NOx的積累)。如果LNT 22飽和，或者如果被吸收到LNT 22中的NOx沒有完全被還原為水和氮氣，則生成的氨氣被供應給注入器38，該注入器將氨氣定量給送到排氣通道14中SCR基材24的上游以促進排氣流中NOx的消除。盡管排氣系統(tǒng)16被設計成用于在通過電化學室29后對應地向注入器28和38提供氫氣和氨氣，但是應當理解的是，可以被繞過室29而使得試劑儲箱30中的尿素水溶液可以經由注入器入口管線39被直接提供給注入器38。

此外，通過使用氫氣來升高排氣溫度，促進了SCR基材24的后置催化器的激活。在此方面，氫氣的使用改善了幾乎所有類型的催化器的起燃和轉化效率，這使得在較低溫度下能有較高的轉化效率，促進了冷啟動和低負荷負載循環(huán)響應，這些是排氣排放物減少的焦點領域。

此外，應當理解的是由室29生成的氫氣可以與二氧化碳反應來生成車載碳氫化合物，這些碳氫化合物隨后可以在雙燃料應用中使用(即，包括一種以上燃料源的發(fā)動機應用，如船舶或固定式應用)。替代地，氫氣可以被供應給發(fā)動機12以改善燃燒，這在提高燃料效率的同時減少了排放物。供應給發(fā)動機12的氫氣的額外益處包括解決發(fā)動機爆震、減少燃燒過程中生成的NOx的量、以及減少缸內顆粒物質。

LNT排氣處理基材22可以是已經涂覆NOx吸收涂層(如含有沸石的一種涂層)的整體式催化劑擔體。沸石充當像分子海綿一樣捕集NOx分子的吸附物質。一旦LNT基材22飽和，就不能再吸收更多的NOx，并且LNT基材需要被凈化或再生，這是通過使反應物穿過LNT基材22來將存儲在其中的NOx化學地還原為氮氣和水(例如，在富集運行條件下)來實現(xiàn)的。根據本披露，排氣后處理系統(tǒng)16包括電化學室29以用于通過電解尿素水溶液試劑來生成氫氣。由電化學室29生成的氫氣隨后可以按需要定量給送到排氣通道14中LNT排氣處理基材22的上游位置處。在此方面，如將在以下更詳細地描述的，由電化學室29生成的氫氣可被儲存以便需要時使用，或者所述氫氣可以按需要在被電化學室29生成后立即使用。無論如何，隨著氫氣被用于凈化或再生LNT基材22，避免了通過將柴油燃料作為反應物使用而產生的燃料損耗，因為LNT基材22的凈化或再生不要求富集運行條件。

再生LNT基材22以及有效地處理SCR基材24中的排氣流的所需的由電化學室29生成的氫氣和氨氣的量可以隨載荷、發(fā)動機轉速、排放氣體溫度、排放氣體流量、發(fā)動機燃料注入正時、所希望的NOx還原、氣壓計壓力、相對濕度、EGR比率以及發(fā)動機冷卻劑溫度而變化?？梢栽谂艢馓幚聿考?4的下游定位NOx傳感器或量計40。NOx傳感器40可運行來向發(fā)動機控制單元42輸出指示排氣NOx含量的信號?？梢越洶l(fā)動機/車輛的數據總線從發(fā)動機控制單元40將所有或者一些發(fā)動機運行參數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)動機控制單元42的一部分而包括在內。如在圖1中指示的，可以通過對應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行參數。

有效處理排氣流所需的氫氣和氨氣的量還可能取決于發(fā)動機12的大小。就此而言，在火車機車、海洋應用、以及固定式應用中使用的大型柴油發(fā)動機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氫氣的單個注入器28和用于定量給送氨氣(或用于定量給送尿素水溶液)的單個注入器38，但應理解的是本披露設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室29。電化學室29可以包括反應室46，該反應室可以由諸如鋼的、不會被反應室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處各自生成的氨氣和氫氣產物流可以對應地被單獨引導至對應的注入器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可以各自包括導體或包括可以涂覆有一個或多個活性傳導部件的支撐體。示例性導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導電的其他材料。示例性電極支撐材料可以從許多已知的支撐物中選擇，例如像箔、網、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，本領域普通技術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顯惰性的導體。此外，陽極48可以進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部件的支撐材料。根據本披露的實施例，尿素水解反應發(fā)生在陽極48的傳導部件處。因此，陽極48處的導體和/或傳導部件包括對尿素的電解水解顯活性的一種或多種金屬。活性金屬可以包括例如鈷、銅、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顯惰性的導體。此外，陰極50可以進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部件的支撐材料。例如，陰極的傳導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。示例性傳導部件包括碳鋼和不銹鋼。

陽極48與陰極50的結構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、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化學耐受的材料構造成。許多聚合物適合構造分隔體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、或電解質膠體。進一步地，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。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。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、或燃料電池。在固定式應用的情況中，該電壓源可以是例如來自電網或來自可再生能源諸如太陽能電池或風力渦輪發(fā)電機的電源。也可以使用本領域技術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，根據本披露，從尿素水溶液生成氨氣和氫氣的速率可以通過獨立地改變陽極48和陰極50各自的電壓來控制。例如，可以基于針對特定的發(fā)動機運行條件所要求的SCR所希望的量將第一電壓施加至陽極48以使氨氣生成速率合適；可以基于凈化或再生LNT 22所要求的希望的氫氣的量，或者如果氫氣被供應至發(fā)動機12，則基于所希望用以改善燃燒來減少由發(fā)動機12生成的排放物的氫氣的量，來將第二電壓施加至陰極以使氨氣生成速率合適。以此方式，電化學室29可以生成具體適合于發(fā)動機12的多種不同運行條件的氨氣和氫氣的多種不同調配。

進一步，由電壓源54施加至陽極48與陰極50的第一和第二電壓可以受ECU 42或控制器44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12生成的NOx的量?？刂破?4因此可以調節(jié)由電壓源54施加至陽極48的第一電壓以便增加或減少由電化學室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)動機負荷、每分鐘轉數、排氣體積、排氣溫度等確定施加至陽極48和陰極50各自上的正確電壓。以此方式，生成的氨氣和氫氣可以被單獨地、動態(tài)地增加或減少。

對應地在陽極48與陰極50處生成氫氣和氨氣后，氣體混合物通過出口55離開電化學室29，氣體混合物隨后被引導至注入器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，電化學室29可以以能夠生成氫氣和氨氣的多種不同調配的方式來運行。基于所希望的排氣系統(tǒng)16的運行條件，閥門57的使用允許將按需要或希望的多種不同調配的氣體混合物引導至一個或多個注入器28和/或38。

現(xiàn)參考圖3，可以看到代替將氫氣和氨氣的混合物送至各個注入器28和/或注入器38，排氣處理系統(tǒng)16可以包括位于電化學室29下游的氣體分離裝置31。氣體分離裝置31被配置成用于將由電化學室29生成的氣體混合物分離成用于凈化或再生LNT 22的氫氣和用于協(xié)助SCR 24處NOx的選擇性催化還原的氨氣。

氣體分離裝置31可以包括罐33，該罐具有定位在其中的分離膜或過濾器35。分離膜或過濾器35可以選擇成將氫氣從氣體混合物中分離出，或可以選擇成將氨氣從由電化學室29生成的氣體混合物中分離出。就此而言，除了氫氣和氨氣，電化學室29還可以生成諸如CO2和N2的氣體。不論為氣體分離裝置31選擇了何種類型的分離膜或過濾器35，被分離的氫氣可以在氣體混合物分離后立即提供至注入器28或者被提供至儲存器37a以用于儲存。類似地，被分離的氨氣可以在氣體混合物分離后立即提供至注入器38或者被提供至儲存器37b以用于儲存。然后可以在需要時使用所儲存的氫氣和氨氣。

現(xiàn)在參考圖4，可以看到排氣后處理系統(tǒng)16可以包括多個電化學室29，與每個室29相關聯(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ECU 42連通或僅與ECU 42連通。應理解的是，盡管展示了三個電化學室29a、29b、和29c，但是可以使用更多或更少數量的室29而不偏離本披露的范圍。

每個電壓源54獨立地與控制器44或ECU 42連通，因此每個電化學室29可以被單獨地控制。因此，由每個室29生成的氨氣和氫氣的量可以被獨立地調整以針對排氣后處理和發(fā)動機燃燒生成多種不同調配的氨氣和氫氣。例如，所有這些室29a-29c均可以被控制器44或ECU 42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ECU 42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。在其他實施例中，一定數量的(例如，1、2、或3個)室(例如，29a)可以用于生成用于發(fā)動機燃燒的氫氣，另一數量的(例如，1或2個)室可以用于排氣后處理。此外，可以根據需要來解除激活室29a至29c中任何數量的室。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打開和關閉的出口55，這些閥門57各自與控制器44或ECU 42連通。在此構型中，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，電化學室29a、29b、和29c可以以能夠生成氫氣和氨氣的多種不同調配的方式來運行?；谒Ｍ呐艢庀到y(tǒng)16的運行條件，多個閥門57的使用允許將按需要或希望的多種不同調配的氣體混合物引導至一個或多個注入器28和/或38。

圖4還展示了與各電化學室29a、29b、和29c相關聯(lián)的溫度控制裝置59的使用。溫度控制裝置59可以使電化學室29a、29b、和29c加熱或降溫以便進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處的反應特性。因為各溫度控制裝置59與控制器44或ECU 42連通，所以各室29a、29b、和29c可以被獨立地調整來影響由各室生成的氣體的調配。

先參見圖5，可以看到電化學室29與氫氣氣體儲存器61和氨氣氣體儲存器63連通。盡管圖5中只展示了單個電化學室29，但是應理解的是可以使用多個電化學室(例如，圖4中展示的電化學室29a、29b、和29c)而不偏離本披露的范圍。根據圖5中展示的構型，尿素水溶液試劑在經過旁通閥65后通過泵32從儲箱30被供應至一個或多個電化學室29。替代地，由控制器44或ECU 42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至注入器38。盡管只有圖5展示了旁通閥65的使用，但是應理解的是圖1-8中展示的構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ECU 42控制電壓源54來指導一個或多個電化學室29生成氨氣或氫氣。由一個或多個電化學室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室，閥門67被放置在該出口處以將氣體引導至所希望的儲存器61或63。即，如果一個或多個電化學室29生成氫氣，則閥門67將氫氣引導至氫氣儲存器61。如果一個或多個電化學室29生成氨氣，則閥門67將該氨氣引導至氨氣儲存器63。儲存器61和63于是可以對應地儲存氫氣和氨氣，直到排氣系統(tǒng)16需要時。當排氣系統(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至注入器28和38，儲存器61和63可以包括由控制器44或ECU 42控制的機械的或機電的出口(未示出)。

現(xiàn)在參考圖6，可以看到排氣后處理系統(tǒng)16可以包括多個電化學室29，與每個室29相關聯(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ECU 42連通或僅與ECU 42連通。應理解的是，盡管展示了四個電化學室29a、29b、29c、和29d，但是可以使用更多或更少數量的室29而不偏離本披露的范圍。

每個電壓源54獨立地與控制器44或ECU 42連通，因此每個電化學室29可以被單獨地控制。因此，由每個室生成的氨氣和氫氣的量可以被獨立地調整以針對排氣后處理和發(fā)動機燃燒生成多種不同調配的氨氣和氫氣。例如，所有這些室29a-29d均可以被控制器44或ECU 42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ECU 42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。在其他實施例中，一定數量的(例如，1、2、或3個)室(例如，29a)可以用于生成用于發(fā)動機燃燒的氫氣，另一數量的(例如，1、2或3個)室可以用于排氣后處理。此外，可以根據需要來解除激活室29a至29d中任何數量的室。針對氨氣和氫氣生成考慮了使用室29a至29d的任何數量的不同組合。

盡管圖6中的室29a至29d被展示為彼此分離且間隔開的并且經由出口56和58對應地與它們自己相應的注入器28和38連通，但是本披露不應受限于此。例如，如7圖中所展示的，氨氣和氫氣的出口管線56和58對應地可以供給各室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8)與多個注入器28或38連通，閥門66與控制器44或ECU 42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各自上的電壓的調整可以用于使由各室29生成的氨氣和氫氣量合適。類似地，對施加至陽極48與陰極50各自上的電流的調整也可以用于影響室29的性能。假設施加至陽極48和陰極50各自上的電壓恒定，通過調整室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的電阻可以調整電流。為了調整室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。這可以通過調整泵32的運行來增大或減小進入室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，可以調整進入室的堿性電解液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，應理解的是，通過調整施加至陽極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。當對氨氣的需求減小時，施加的電流可以降低。

還應理解的是，室29可以在變化范圍的壓力和溫度下運行。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包括尿素水溶液經歷熱解反應，熱解反應可能生成不希望的副產物，如縮二脲、三聚氰酸、氰尿酰胺、氰尿二酰胺、和三聚氰胺。無論如何，應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熱量。替代地，可以對室29提供電加熱器。

最后，應理解的是代替圖1中展示的LNT 22和SCR 24，排氣處理系統(tǒng)16可以被配置成只包括LNT 22。如果選擇了這種構型，應理解的是試劑儲箱30可以被配置成用于容納水而不是尿素水溶液試劑。儲箱30中的水于是可以在電化學室29中經歷電解以生成氫氣，氫氣被按照要求動態(tài)地供應至注入器28以用于凈化或再生LNT 22。

以上對這些實施例的描述是出于展示和描述的目的提供的。并不旨在是窮盡的或限制本披露。具體實施例的單獨的要素或特征通常并不局限于該具體實施例，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。