Johnson Matthey avança no controle de emissões com tecnologia de conversor catalítico

Na sociedade moderna, os automóveis tornaram-se um meio de transporte indispensável.Os veículos também emitem gases de escape substanciais que representam graves ameaças tanto para o ambiente como para a saúde humana.Os gases de escape dos automóveis contêm várias substâncias nocivas, incluindo monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC) e óxidos de nitrogénio (NOx),que não só poluem o ar mas também podem desencadear doenças respiratóriasPara mitigar estes perigos, os conversores catalíticos surgiram como componentes críticos nos sistemas de purificação de gases de escape dos veículos.

Os conversores catalíticos, também conhecidos como conversores catalíticos, são dispositivos instalados nos sistemas de escape dos veículos para transformar gases nocivos em substâncias relativamente inofensivas, como dióxido de carbono (CO2),nitrogénio (N2)Estes dispositivos servem como barreiras robustas, reduzindo eficazmente os impactos ambientais e de saúde das emissões dos veículos, criando ao mesmo tempo ambientes respiratórios mais limpos.

A Johnson Matthey é líder mundial em tecnologia de conversores catalíticos com uma rica história de inovação.e distribui catalisadores de alto desempenho e outros produtos químicos especiaisNo domínio do controlo das emissões dos veículos, a Johnson Matthey fornece produtos e sistemas de conversão catalítica de primeira qualidade para os fabricantes de automóveis em todo o mundo.Contribuir para melhorar a qualidade do ar.

A eficiência dos conversores catalíticos decorre dos seus catalisadores metálicos internos, substâncias que aceleram as reações químicas sem serem consumidas.Paládio (Pd), e ródio (Rh), que apresentam uma actividade catalítica, estabilidade e durabilidade excepcionais na conversão de componentes nocivos dos gases de escape.

O processo catalítico envolve quatro etapas-chave:

• Adsorção:As moléculas de gás nocivas ligam-se à superfície do catalisador.
• Ativação:As moléculas adsorvidas tornam-se quimicamente reativas.
• Reacção:As moléculas ativadas transformam-se em compostos inofensivos.
• Desorção:Os compostos resultantes se separam, liberando o catalisador para novas reações.

Em função dos tipos de veículos e das composições dos gases de escape, são utilizados diferentes sistemas de catalisadores:

• Platina (Pt):Excelente em oxidar CO e HC.
• Palladio (Pd):Oxida principalmente HC.
• Rodio (Rh):Especializado na redução de NOx.

Para maximizar a eficiência, os metais preciosos são dispersos como nanopartículas em substratos cerâmicos ou metálicos de favo de mel. Estas estruturas fornecem extensas áreas de superfície para atividade catalítica.

Os veículos a gasolina modernos utilizam predominantemente catalisadores de três vias (TWC) que abordam simultaneamente três poluentes:

• Oxidação do CO em CO2
• Oxidação de HC em CO2 e H2O
• Redução de NOx para N2

Os TWCs utilizam platina, paládio e ródio para facilitar essas reações sob proporções ótimas de ar-combustível (λ=1).

Os filtros de partículas de gasolina revestidos com catalisadores TWC formam TWF, que controlam os poluentes gasosos e as partículas.

Os motores a diesel empregam vários catalisadores especializados:

Oxida CO e HC enquanto converte NO em NO2, alcançando uma redução de mais de 90%.

Utiliza amônia (NH3) para reduzir o NOx em N2 e H2O, normalmente utilizando zeólitos de cobre/ferro ou materiais de vanádio-titânio.

Captura o NOx durante o arranque a frio antes da activação dos sistemas SCR, liberando-o posteriormente para redução durante ciclos de queima intensiva.

Elimina o excesso de NH3 dos sistemas SCR para evitar emissões secundárias.

O CSF combina o DPF com revestimentos DOC, enquanto o SCRF integra a funcionalidade SCR com filtragem de partículas, eliminando os DPF independentes em algumas configurações.

A produção global de catalisadores consome aproximadamente 90 toneladas de platina, 300 toneladas de paládio e 30 toneladas de ródio anualmente, com 30-50% provenientes da reciclagem.Johnson Matthey desempenha um duplo papel na fabricação de catalisadores e na recuperação de metais preciosos de conversores usados, refinando material suficiente anualmente para produzir milhões de novas unidades.

A recuperação inclui:

1. Preprocessamento (esmagamento/moagem)
2. Lixiviação (dissolução de metais)
3. Extração (transferência de solução)
4. Precipitação (recuperação de metais sólidos)
5. Refinagem (purificação)

Estes catalisadores atingem uma eficiência de conversão superior a 90% devido a:

• Alta actividade:Acelerar reações através de estruturas eletrónicas únicas.
• Estabilidade térmica:Manter o desempenho em temperaturas extremas.
• Durabilidade:Resiste ao desgaste mecânico e à corrosão química.

A empresa impulsiona a inovação através de:

• Formulações avançadas de catalisadores
• Melhorias dos materiais de substrato
• Optimizações estruturais do conversor
• Melhorias do sistema de controlo de emissões

As iniciativas de sustentabilidade da Johnson Matthey concentram-se no desenvolvimento de tecnologias mais limpas, maximizando a reciclagem de metais, reduzindo as emissões de produção,e promover alternativas de transporte ecológicas.