Man mano che le auto diventano più efficienti nei consumi, meno calore viene sprecato nello scarico, che rende più difficile ripulire gli inquinanti emessi. Ricercatori della Washington State University, Il Pacific Northwest National Laboratory e l'Università del New Mexico hanno creato un catalizzatore in grado di ridurre gli inquinanti alle temperature più basse previste nei motori avanzati. Il loro lavoro, pubblicato questa settimana sulla rivista Scienza , presenta un nuovo modo per creare un catalizzatore più potente utilizzando minori quantità di platino, il componente più costoso dei catalizzatori per il controllo delle emissioni.

I catalizzatori sono stati parte integrante dei motori diesel e benzina dalla metà degli anni '70, quando le normative federali hanno iniziato a richiedere la riduzione del monossido di carbonio, idrocarburi e ossidi di azoto. I convertitori catalitici convertono gli inquinanti in gas benigni come azoto, anidride carbonica e acqua.

I ricercatori hanno affrontato l'ardua sfida di progettare un catalizzatore in grado di resistere a temperature di scarico del motore fino a quasi 750 gradi Celsius (circa 1, 500 gradi Fahrenheit) incontrati sotto carichi elevati del motore. Tuttavia, il catalizzatore dovrebbe ancora funzionare quando un motore viene avviato a freddo e deve pulire lo scarico prima di raggiungere i 150 gradi Celsius, più di 100 gradi Celsius in meno rispetto ai sistemi attuali.

Le temperature di esercizio più basse durante l'avviamento a freddo sono dovute all'aumento dell'efficienza del carburante nei motori a combustione avanzati, che lascia meno energia nello scarico del tubo di scappamento, disse Abhaya Datee, un illustre professore presso il Dipartimento di ingegneria chimica e biologica dell'Università del New Mexico e coautore dello studio.

I recenti risultati sono nati da una collaborazione tra gruppi di ricerca guidati da Yong Wang, che detiene un incarico congiunto presso la Gene e Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering della Washington State University e il Pacific Northwest National Laboratory, e il gruppo di catalisi di Datee nel New Mexico.

Il lavoro si basa sulla ricerca, pubblicato su Science lo scorso anno, in cui i gruppi Wang e Datee hanno trovato un nuovo modo per intrappolare e stabilizzare i singoli atomi di platino sulla superficie dell'ossido di cerio, un componente comunemente usato nei catalizzatori per il controllo delle emissioni. Il cosiddetto catalizzatore a singolo atomo utilizza il platino in modo più efficiente pur rimanendo stabile alle alte temperature. Il platino in genere viene scambiato a prezzi vicini o addirittura superiori all'oro.

Per il loro ultimo articolo, i ricercatori hanno trattato a vapore il catalizzatore a 750 gradi Celsius, quasi 1, 400 gradi Fahrenheit. Ciò ha reso il catalizzatore già stabile diventare molto attivo alle basse temperature di avviamento a freddo.

"Siamo stati in grado di affrontare le sfide sia della stabilità alle alte temperature che dell'attività alle basse temperature, " Wang ha detto. Il lavoro è stato finanziato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. La ricerca è in linea con le Grandi Sfide della WSU, una serie di iniziative di ricerca mirate a grandi questioni sociali. È particolarmente rilevante per la sfida delle risorse sostenibili e il suo tema dell'energia.