Le groupe du professeur Zhang Jian de l’Institut de technologie et d’ingénierie des matériaux de Ningbo de l’Académie chinoise des sciences, en coopération avec le groupe du professeur Zhang Zhaoliang de l’Université de Jinan, a développé une nouvelle stratégie d’électrification pour améliorer les performances d’élimination des polluants NOx à basse température.
L’étude a été publiée dans Sciences et technologies environnementales.
La réduction du stockage des NOx (NSR) est une approche prometteuse pour contrôler les émissions de NOx des véhicules diesel, et ainsi répondre à la crise énergétique mondiale croissante et au changement climatique.
Cependant, en raison de l’amélioration des technologies des moteurs et des fréquents ralentis dans la circulation, les températures d’échappement sont généralement inférieures à 250 ℃, ce qui est trop bas pour que la conversion catalytique des NOx se produise.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont développé une nouvelle stratégie NSR électrifiée. Les oxydes d’étain dopés à l’antimoine co-supportés au Pt et au K (Pt-K/ATO) servent de catalyseurs conducteurs. En utilisant C3H6 comme réducteur, une faible puissance d’entrée (0,5-4 W) a été appliquée au catalyseur pour déclencher les réactions NSR.
Grâce à cette stratégie, la température d’inflammation pour une conversion de 10 % des NOx a été réduite à 165 °C, soit près de 100 °C de moins que celle de l’équivalent thermique traditionnel.
Pour optimiser la configuration de puissance, la puissance pauvre en carburant a été réduite, ce qui a entraîné une augmentation de 23 % de l’efficacité énergétique maximale.
De plus, il a été démontré que la libération électrique d’oxygène du réseau par les catalyseurs joue un rôle crucial dans les réactions NSR, notamment en favorisant l’oxydation du NO pour l’adsorption des NOx, le dégagement d’O2 pour la désorption des NOx, ainsi que l’activation du C3H6 pour la réduction des NOx, améliorant ainsi considérablement les performances du NSR.
Comme indiqué dans les travaux antérieurs du groupe de recherche, cet effet a également été appliqué à la combustion catalytique des suies, démontrant ainsi sa certaine universalité.
Cette stratégie d’électrification pourrait éclairer la conception de véhicules hybrides, en particulier le développement d’unités de commande électroniques, puisque la puissance électrique consommée peut être ajustée en temps réel pour réduire les polluants d’échappement.
Plus d’information:
Xueyi Mei et al, Stockage de NOx à basse température amélioré par l’électrification – Réduction des oxydes d’étain dopés à l’antimoine co-supportés au Pt et au K, Sciences et technologies environnementales (2023). DOI : 10.1021/acs.est.3c05354