Johnson Matthey sviluppa il controllo delle emissioni con la tecnologia del convertitore catalitico

In una società moderna, le automobili sono diventate un mezzo di trasporto indispensabile.i veicoli emettono anche sostanziali gas di scarico che rappresentano gravi minacce sia per l'ambiente che per la salute umanaGli scarichi delle automobili contengono molte sostanze nocive, tra cui il monossido di carbonio (CO), gli idrocarburi (HC) e gli ossidi di azoto (NOx),che non solo inquinano l'aria ma possono anche provocare malattie respiratoriePer mitigare questi rischi, i convertitori catalitici sono emersi come componenti critici nei sistemi di depurazione degli scarichi dei veicoli.

I convertitori catalitici, noti anche come convertitori catalitici, sono dispositivi installati nei sistemi di scarico dei veicoli per trasformare i gas nocivi in sostanze relativamente innocue come l'anidride carbonica (CO2),azoto (N2), e vapore acqueo (H2O). Questi dispositivi fungono da barriere robuste, riducendo efficacemente gli impatti ambientali e sulla salute delle emissioni dei veicoli creando al contempo ambienti respiratori più puliti.

Johnson Matthey è leader mondiale nella tecnologia dei catalizzatori con una ricca storia di innovazione.e distribuisce catalizzatori ad alte prestazioni e altri prodotti chimici specializzatiNel settore del controllo delle emissioni dei veicoli, Johnson Matthey fornisce prodotti e sistemi di conversione catalitici di alta qualità ai costruttori di automobili di tutto il mondo.contribuire al miglioramento della qualità dell'aria.

L'efficienza dei catalizzatori deriva dai loro catalizzatori metallici interni, sostanze che accelerano le reazioni chimiche senza essere consumate.palladio (Pd), e del rodio (Rh), che presentano una eccezionale attività catalitica, stabilità e durata nella conversione di componenti nocivi dei gas di scarico.

Il processo catalitico comprende quattro fasi chiave:

• Adsorbimento:Le molecole di gas nocive si attaccano alla superficie del catalizzatore.
• Attivazione:Le molecole assorbite diventano chimicamente reattive.
• Reazione:Le molecole attivate si trasformano in composti innocui.
• Desorpazione:I composti risultanti si distaccano, liberando il catalizzatore per nuove reazioni.

Sono utilizzati diversi sistemi di catalizzatori in base ai tipi di veicoli e alle composizioni dei gas di scarico:

• Platino (Pt):Eccelle nell'ossidare CO e HC.
• Palladio (Pd):Ossida principalmente l'HC.
• Rodio (Rh):Specializzata nella riduzione degli NOx.

Per massimizzare l'efficienza, i metalli preziosi vengono dispersi sotto forma di nanoparticelle su substrati ceramici o metallici di favo di miele.

I moderni veicoli a benzina utilizzano prevalentemente catalizzatori a tre vie (TWC) che affrontano simultaneamente tre inquinanti:

• Oxidazione del CO in CO2
• Oxidazione di HC in CO2 e H2O
• Riduzione di NOx in N2

I TWC utilizzano platino, palladio e rodio per facilitare queste reazioni in rapporti ottimali aria-carburante (λ=1).

I filtri di particolato per benzina (GPF) rivestiti con catalizzatori TWC formano TWF, che controllano sia gli inquinanti gassosi che le particelle.

I motori diesel impiegano diversi catalizzatori specializzati:

Oxida CO e HC convertendo NO in NO2, ottenendo una riduzione superiore al 90%.

Utilizza ammoniaca (NH3) per ridurre i NOx in N2 e H2O, utilizzando in genere zeoliti di rame/ferro o materiali vanadio-titanio.

Cattura gli NOx durante l'avvio a freddo prima dell'attivazione dei sistemi SCR, rilasciandoli successivamente per la riduzione durante i cicli di ricca combustione.

Elimina l'eccesso di NH3 dai sistemi SCR per evitare emissioni secondarie.

Il CSF combina il DPF con i rivestimenti DOC, mentre il SCRF integra la funzionalità SCR con la filtrazione dei particolati, eliminando i DPF indipendenti in alcune configurazioni.

La produzione globale di catalizzatori consuma circa 90 tonnellate di platino, 300 tonnellate di palladio e 30 tonnellate di rodio all'anno, con il 30-50% proveniente dal riciclo.Johnson Matthey svolge un duplice ruolo sia nella produzione di catalizzatori che nel recupero di metalli preziosi da trasformatori esausti, raffinando materiale sufficiente annualmente per produrre milioni di nuove unità.

Il recupero prevede:

1. Pretrasformazione (mollitura)
2. Leccatura (dissoluzione dei metalli)
3. Estrazione (trasferimento di soluzione)
4. Precipitazione (ripristino dei metalli solidi)
5. Rafinazione (purificazione)

Questi catalizzatori raggiungono un'efficienza di conversione superiore al 90% a causa di:

• Alta attività:Accelerare le reazioni attraverso strutture elettroniche uniche.
• Stabilità termica:Mantenere le prestazioni a temperature estreme.
• Durabilità:Resistente all'usura meccanica e alla corrosione chimica.

La società promuove l'innovazione attraverso:

• Formulazioni avanzate di catalizzatori
• Miglioramenti dei materiali di substrato
• Ottimizzazioni strutturali del convertitore
• Miglioramento del sistema di controllo delle emissioni

Le iniziative di sostenibilità di Johnson Matthey si concentrano sullo sviluppo di tecnologie più pulite, massimizzando il riciclaggio dei metalli, riducendo le emissioni di produzione,e promuovere alternative di trasporto ecologiche.