A medida que los automóviles se vuelven más eficientes en combustible, se desperdicia menos calor en el escape, lo que dificulta la limpieza de los contaminantes que se emiten. Los investigadores de la Universidad de Nuevo México UNM y la Universidad Estatal de Washington han creado un catalizador capaz dereduciendo contaminantes a las temperaturas más bajas esperadas en motores avanzados.
Su trabajo, publicado esta semana en la revista ciencia , presenta una nueva forma de crear un catalizador más potente mientras se usan cantidades más pequeñas de platino, el componente más costoso de los catalizadores de control de emisiones.
Los catalizadores han sido una parte integral de los motores diesel y de gasolina desde mediados de la década de 1970, ya que las regulaciones federales exigían reducciones de monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno. Los convertidores catalíticos convierten los contaminantes en gases benignos como nitrógeno, dióxido de carbono yagua.
Investigadores de la Universidad de Nuevo México, WSU y PNNL han desarrollado un mejor catalizador para convertidores catalíticos que cambian los contaminantes de los vehículos a formas relativamente benignas de nitrógeno, dióxido de carbono y agua. Los investigadores abordaron el enorme desafío de diseñar un catalizador que pudiera resistirLas temperaturas de escape del motor de hasta casi 750 grados Celsius aproximadamente 1,500 grados Fahrenheit se encuentran bajo cargas elevadas del motor. Sin embargo, el catalizador aún tendría que funcionar cuando el motor arranca en frío y debe limpiar el escape antes de alcanzar los 150 grados Celsius, másde 100 grados centígrados menos que los sistemas actuales.
"Las temperaturas de funcionamiento más bajas durante el arranque en frío se deben al aumento de la eficiencia del combustible en los motores de combustión avanzados, lo que deja menos energía en el escape del tubo de escape", dijo Abhaya Datye, distinguida profesora del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la UNM y co-estudio.autor.
Los hallazgos recientes surgieron de una colaboración entre grupos de investigación liderados por Yong Wang, quien tiene una cita conjunta en la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería Gene y Linda Voiland de la Universidad Estatal de Washington y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, y el grupo de catálisis de Datye en NewMexico
El trabajo se basa en la investigación, publicado en ciencia el año pasado, en el que los grupos Wang y Datye encontraron una nueva forma de atrapar y estabilizar átomos de platino individuales en la superficie del óxido de cerio, un componente comúnmente utilizado en los catalizadores de control de emisiones. El llamado catalizador de un solo átomo usa más platinoeficientemente mientras se mantiene estable a altas temperaturas. El platino generalmente se negocia a precios cercanos o incluso mayores que el oro
Para su último artículo, los investigadores trataron con vapor el catalizador a 750 grados Celsius, casi 1,400 grados Fahrenheit. Esto hizo que el catalizador ya estable se volviera muy activo a las bajas temperaturas de arranque en frío.
"Pudimos enfrentar los desafíos tanto de la estabilidad a alta temperatura como de la actividad a baja temperatura", dijo Wang.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nuevo México . Original escrito por Eric Sorensen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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