Come funziona un convertitore catalitico?
When le exhaust gas uscedono dall'motore, sono riempiti di inquinanti. Almeno una parte di esso viene rimossa da un convertitore catalitico.
Fortunatamente, le auto non rilasciano più le loro gas di scarico impreparate nell'aria. Negli anni '70 medi, il convertitore catalitico fece il suo ingresso nei motori a benzina negli Stati Uniti, e i primi motori a benzina con G-cat vennero approvati in Germania nel 1985. In seguito, anche i motori diesel ricevettero un catalizzatore ossidante. L'obiettivo: I gas di scarico dovessero diventare meno inquinanti.
Entrambi i tipi di motori convertiscono i pericolosi monossido di carbonio (CO) in diossido di carbonio (CO2) e idrocarburi incompleti, cioè residui di combustibile, in CO2 e vapore acqueoso. Inoltre, il catalizzatore a tre vie nel motore a benzina converte anche ossidi nitrosici (NO, NO2, insieme chiamati NOx) in azoto e ossigeno relativamente inoffensivo. Questo funziona nel motore diesel a causa dell'eccesso di aria inesplorata nei gas di scarico, ma non senza ulteriori sforzi. Perciò, da un po' di tempo, il catalizzatore SCR-cat prende in carico la purificazione di NOx.
Reazione per rendere inquinanti nei gas di scarico inoffensivi
Il principio di funzionamento è lo stesso in tutti i casi: I gas di scarico vengono condotti attraverso un corpo poroso, che è rivestito di un materiale per ottenere una superficie massima possibile. Piu di cento metri quadrati per grammo. Nell'ampio strato di base principalmente basato su alluminio, i sostanze cataliticamente attive sono imbedded, solitamente metalli preziosi come platino, paladio o rodio. Questi consentono la reazione per rendere inquinanti nei gas di scarico inoffensivi, ma non partecipano in reazione in se e non vengono consumati. Un piccolo quantitativo, tuttavia, passa attraverso malgrado l'usura nell'ambiente.
Una forma speciale è il catalizzatore SCR, che ha acquisito fama nel contesto dello scandalo diesel. Come in esso, gli ossidi nitrosici vengono convertiti in azoto e acqua in esso. Tuttavia, un catalizzatore è necessario per farlo funzionare: ammoniaca. Solitamente viene fornita nella forma di una soluzione di ammoniaca (nome commerciale: AdBlue), che si trasporta meglio di ammoniaca stessa. L'urea viene iniettata nell'escapamento, si decomponde a temperature elevate e rilascia l'ammoniaca necessaria per la purificazione degli scarichi.
Temperatura necessaria
I convertitori catalitici richiedono una certa temperatura per funzionare ottimalmente. Perciò, la loro efficacia può essere significativamente influenzata dal disegno del sistema di scarico e dalla strategia di funzionamento dell'motore. Ad esempio, due catalizzatori SCR vengono utilizzati nel sistema Twin dosing, uno direttamente sull'motore, uno sotto il veicolo.
Una differenza di temperatura intorno ai 100 gradi Celsius tra i due catalizzatori risulta solo dalla differente distanza dal caldo motore. Perciò, il rispettivo catalizzatore viene utilizzato, in cui i gas di scarico hanno la temperatura giusta in quel momento; dopo l'avviamento, solitamente quello più vicino all'motore, durante il carico massimo di funzionamento, è invece quello più lontano.
L'introduzione di convertitori catalitici negli anni '70 e '80 ha significativamente migliorato le normative di emissione per entrambe le automobili a benzina e diesel. Nonostante l'uso di convertitori catalitici, i motori diesel continuavano a emanare inquinanti ossidi nitrosici (NOx), portando allo sviluppo del catalizzatore SCR per ulteriormente purificare i gas di scarico nei veicoli diesel.
Con l'avanzamento della tecnologia, le auto moderne, sia diesel che a benzina, sono equipaggiate con sistemi di scarico sofisticati e convertitori catalitici per assicurarsi che si conformino alle normative ambientali, riducendo le emissioni nocive provenienti dai loro motori diesel o a benzina.
