كارل د. كيث

كان كارل دونالد كيث (29 مايو 1920 - 9 نوفمبر 2008) كيميائيًا ومخترعًا للمحول الحفاز ثلاثي الاتجاهات ، والذي لعب دورًا كبيرًا في الحد من التلوث الناتج عن المركبات منذ طرحها في منتصف السبعينيات.

وُلد كيث في 29 مايو 1920 في ستيوارت كريك، بولاية فرجينيا الغربية، لوالده هوارد، عامل الصلب، ووالدته ماري روسون كيث، التي كانت تعمل في مخبز. حصل على درجة البكالوريوس من كلية سالم في ولاية كارولينا الشمالية عام 1943، وحصل على درجة الماجستير في الكيمياء من جامعة إنديانا عام 1945، وحصل على درجة الدكتوراه من جامعة ديبول عام 1947. ^{[ 1 ]}

عمل كيث ككيميائياً في شركة سينكلير أويل من عام 1943 إلى عام 1957. ثم تم توظيفه لاحقاً من قبل شركة إنجلهارد للصناعات. ^{[ 1 ]}

منذ عام 1976 وحتى تقاعده من شركة إنجلهارد في عام 1985، شغل كيث منصب نائب الرئيس التنفيذي، ثم الرئيس، وأخيراً رئيس مجلس إدارة الشركة. ^{[ 1 ]}

تطلبت تعديلات عام 1970 لقانون الهواء النظيف تخفيضات كبيرة في انبعاثات الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين. كانت المحولات المتاحة آنذاك عبارة عن محفزات أكسدة ، قادرة على معالجة الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون، لكنها لم تكن فعالة في خفض أكاسيد النيتروجين. سعى مصنعو السيارات وشركات المحفزات إلى تطوير عملية متعددة المراحل تعالج الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون في مرحلة، بينما تخفض أكاسيد النيتروجين في مرحلة أخرى. ^{[ 2 ]}

سمح المحفز ثلاثي الاتجاهات الذي طوره كيث والمهندس الكيميائي جون ج. موني مع فريقهما في شركة إنجلهارد بمعالجة جميع ملوثات العادم الثلاثة باستخدام طبقة محفز واحدة. تمثلت حلولهم لمعالجة التباينات في خليط الهواء/الوقود في دمج أكاسيد العناصر الأرضية النادرة ومكونات أكسيد المعادن الأساسية في المحفز مع البلاتين والروديوم في هيكل خزفي على شكل قرص عسل ذي ممرات دقيقة مطلية بالمادة المحفزة. يضمن هذا التصميم امتصاص الأكسجين اللازم للتفاعلات عند وجوده بكميات زائدة وإطلاقه عند الحاجة، مما يسمح بإزالة جميع الملوثات الثلاثة في مكون محفز واحد. يعمل المحول الحفاز ثلاثي الاتجاهات على اختزال أكاسيد النيتروجين إلى نيتروجين وأكسجين، وأكسدة أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون، وأكسدة الهيدروكربونات غير المحترقة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

تم تركيب المحولات الحفزية الأولى في السيارات في طراز عام 1975. وفي عام 1976، طُرح المحول الحفزي ثلاثي الاتجاه، والذي تمكن، بعد تحديثه، من خفض انبعاثات الهيدروكربونات من عوادم السيارات بنسبة 97%، وانبعاثات أول أكسيد الكربون بنسبة 96%، وانبعاثات أكاسيد النيتروجين بنسبة 90%، سواءً تلك الناتجة عن محركات السيارات أو تلك المستخدمة في الشاحنات الخفيفة وسيارات الدفع الرباعي . ^{[ 3 ]} وأشار بيانٌ نقلته صحيفة نيويورك تايمز عن وكالة حماية البيئة الأمريكية إلى أن السيارات اليوم تُنتج انبعاثات أكاسيد نيتروجين أقل بنسبة 98% مقارنةً بسيارات السبعينيات، وأن "المحول الحفزي ثلاثي الاتجاه هو المساهم الأكبر في هذا الانخفاض". ^{[ 1 ]}

في عام 2001، حصل كيث وموني على جائزة والتر أهلسروم، التي مُنحت بالتعاون مع الأكاديميات الفنلندية للتكنولوجيا، لجهودهما في اختراع وتسويق المحول الحفاز ثلاثي الاتجاهات. وتشير التقديرات إلى أنه بحلول وقت حصولهما على الجائزة، كانت المحولات التي طورها كيث مُثبتة في 80% من السيارات الجديدة المصنعة في جميع أنحاء العالم، وقد منعت انبعاث 56 مليون طن من الهيدروكربونات، و118 مليون طن من أكاسيد النيتروجين، و464 مليار طن من أول أكسيد الكربون كملوثات خلال 25 عامًا منذ طرحها. ^{[ 3 ]}

إلى جانب موني، حظي كيث بتكريم من مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة الأمريكية بمنحه الميدالية الوطنية للتكنولوجيا لعام 2002 ، والتي مُنحت "لاختراعه وتطبيقه في السيارات وتسويقه للمحول الحفاز ثلاثي الاتجاهات. وبفضل جهودهما الدؤوبة، أصبحت هذه التقنية المكون الرئيسي للتحكم في الانبعاثات في جميع المركبات الخفيفة الجديدة في الولايات المتحدة وفي جميع أنحاء العالم." ^{[ 4 ]}

كان كيث مقيمًا في جزيرة ماركو بولاية فلوريدا . توفي عن عمر يناهز 88 عامًا في 9 نوفمبر 2008، أثناء زيارته لإحدى بناته في نيو بيرن بولاية كارولاينا الشمالية . ولم يُكشف عن سبب الوفاة على الفور. ^{[ 1 ]}