Tecnologia Científica

Cientistas descobrem bissulfatos que reduzem a eficácia de catalisadores de motores a diesel
As descobertas pavimentam o caminho para sintetizar catalisadores mais tolerantes ao enxofre e desenvolver estratégias de regeneração para sistemas de catalisadores em veículos movidos a diesel.
Por Yale-NUS College - 21/04/2020

Domínio Público

Uma equipe de pesquisadores do Yale-NUS College, em colaboração com cientistas da Suécia, descobriu que as espécies de bissulfato no fluxo de exaustão estão fortemente conectadas à diminuição da eficácia dos catalisadores de remediação de exaustão em motores a diesel. Suas descobertas pavimentam o caminho para sintetizar catalisadores mais tolerantes ao enxofre e desenvolver estratégias de regeneração para sistemas de catalisadores em veículos movidos a diesel. Isso poderia levar a uma menor emissão de óxidos de nitrogênio altamente tóxicos dos motores a diesel, reduzindo assim a poluição.

Os bolsistas de pós-doutorado do Yale-NUS College Susanna Liljegren Bergman e Vitaly Mesilov, pesquisadora graduada Xiao Yang (turma de 2021) e professor de ciências (química) Steven Bernasek, realizaram essa pesquisa. Eles trabalharam com os colaboradores Sandra Dahlin e Professor Lars Pettersson na Suécia, e o Dr. Xi Shibo na Fonte de Luz Síncrotron de Cingapura da Universidade Nacional de Cingapura. Eles utilizaram espectroscopia de absorção de raios-X Cu-edge, dependente da temperatura, no local, para analisar exatamente como os óxidos de enxofre afetam os catalisadores da estrutura de chabazita trocada por cobre (Cu-CHA).

Atualmente, os catalisadores compostos de zeólitos trocados de cobre com uma estrutura de chabazita (Cu-CHA) são os meios mais eficientes para reduzir a emissão de óxidos de nitrogênio altamente tóxicos de motores a diesel. No entanto, estudos anteriores mostraram que a eficácia dos catalisadores Cu-CHA é reduzida pelos óxidos de enxofre que também estão presentes no escapamento do diesel, o que representa um problema, pois os catalisadores se tornam menos eficazes na prevenção da fuga de óxidos de nitrogênio na atmosfera. Neste estudo, os pesquisadores descobriram que a eficácia dos catalisadores em motores a diesel é mais afetada pela presença ou formação de bisulfatos no fluxo de escape. Entendendo o mecanismo químico de como os catalisadores nos motores a diesel são afetados pelos óxidos de enxofre presentes no dieselo escape permitiria o desenvolvimento de catalisadores mais eficazes que poderiam reduzir a emissão de óxidos de nitrogênio dos motores a diesel .

Com uma maior compreensão da maneira como os sulfatos afetam os catalisadores, trabalhos futuros podem ser feitos para investigar como os efeitos negativos podem ser mitigados. Além disso, as descobertas sobre sulfatos também podem ser aplicadas a outros estudos sobre o impacto de fósforo e óxidos de fósforo, presentes no combustível biodiesel, no desempenho do catalisador. Isso poderia levar à criação de catalisadores mais eficazes para motores movidos a biodiesel.

O professor Bernasek disse: "Os resultados desta pesquisa fundamental sobre os mecanismos de desativação de catalisadores fornecem a base para o desenvolvimento de novos catalisadores e novos protocolos de regeneração de catalisadores . Catalisadores de remediação de exaustão mais eficientes e robustos beneficiam o meio ambiente, reduzindo a emissão de óxidos de nitrogênio e permitindo a uso de motores mais eficientes, reduzindo a emissão geral de carbono. Isso ajuda a reduzir o impacto do uso contínuo de curto prazo de combustíveis fósseis e a acelerar a transição para biocombustíveis neutros em carbono".

 

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