Catalizzatori zeolitici drogati con ferro e cobalto per la rimozione di NOx dai gas di scarico di autoveicoli

Nell'ambito della riduzione delle emissioni inquinanti di veicoli da trasporto leggeri, perpetuato con le normative europee EURO, si è focalizzata l'attenzione sui veicoli a motorizzazione Diesel. Questi infatti hanno delle emissioni di NOx molto maggiori dei corrispettivi motori a benzina, a causa della loro condizione operativa di eccesso di ossigeno, la quale rende impossibile una riduzione catalitica di questi tipi di gas come invece avviene con il catalizzatore a tre vie dei motori a benzina. Per rispettare i limiti di legge imposti, le case automobilistiche sono ricorse all'inserimento di un catalizzatore di riduzione post-combustione del tipo SCR, ovvero funzionante mediante l'apporto di un agente riducente (solitamente ammoniaca) che permette la riduzione di NOx ad N2, anche in presenza di un'atmosfera ossidante. L'aggravio di peso che questa soluzione apporta al veicolo, ed i costi conseguenti, lo rendono anti-economico soprattutto per le automobili più piccole. Partendo da studi di letteratura che indicavano l'acetilene come un ottimo agente riducente nella conversione da NOx ad N2 , sono stati sviluppati catalizzatori zeolitici con diversa struttura e drogati con carichi attorno all'1% di metalli come ferro, rame, cobalto e cerio. L'acetilene infatti, nonostante sia un gas estremamente infiammabile, potrebbe essere prodotto in-situ su un'automobile, sfruttando la reazione facilmente controllabile tra carburo di calcio (solido) e acqua, utilizzata per decenni da minatori e speleologi. I catalizzatori sintetizzati sono stati caratterizzati con molecole sonda come piridina, CD3CN, CO e NO per ottenere più informazioni possibili sull'effettivo carico metallico acquisito e più in generale sulla struttura interna. Infine sono stati sottoposti a test catalitici in cui venivano simulate le condizioni dei gas di scarico di un veicolo Diesel, studiando l'azione del catalizzatore minuto per minuto al crescere della temperatura (fino a 500°C) mediante continue analisi spettroscopiche IR sia della superficie catalitica sia dei gas in uscita dal sistema.