catalizzatore a tre vie
catalizzatore a tre vie
Dispositivo in grado di convertire le emissioni nocive da motori a combustione interna basati sul ciclo Otto (quello utilizzato nei motori a benzina) in sostanze di minore o nullo impatto ambientale. I catalizzatori a tre vie sono così denominati in quanto svolgono simultaneamente tre funzioni: (a) la riduzione degli ossidi di azoto (NOx) ad azoto (N2); (b) l’ossidazione del monossido di carbonio (CO) a biossido di carbonio (CO2); (c) l’ossidazione degli idrocarburi incombusti (HC) e dei loro prodotti di combustione parziale (quali le aldeidi, HCO) a biossido di carbonio e acqua. In condizioni ottimali, la conversione di CO, NOx e HC/HCO è superiore al 98%, anche per tempi di vita lunghi del catalizzatore. Questo comportamento è dovuto alla sua struttura complessa. Gli elementi cataliticamente attivi in queste reazioni sono metalli nobili. In particolare, si utilizzano nanoparticelle di Pt e Rh (rapporto Pt/Rh attorno a 15) supportate su ossidi per aumentarne la dispersione e la resistenza alla sinterizzazione. L’ossido di supporto (ossidi misti CeO2-ZrO2 supportati su La-Al2O3-SiO2) ha sia funzioni co-catalitiche, tra le quali la promozione della reazione tra il monossido di carbonio e l’acqua per generare idrogeno e biossido di carbonio, sia di mantenimento del rapporto ottimale tra specie riducenti e ossidanti sulla superficie del catalizzatore, attraverso una funzione indicata come accumulo/rilascio di ossigeno. Questa funzione permette di minimizzare le fluttuazioni nella composizione della fase gas rispetto al valore ottimale e di aumentare in maniera significativa il comportamento del catalizzatore nella riduzione degli inquinanti. I catalizzatori a tre vie non possono essere utilizzati per motori le cui emissioni presentino un contenuto di ossigeno superiore a quello stechiometrico per l’ossidazione degli HC/HCO e del CO, quali i motori basati sul ciclo Diesel.