Un equipo de investigadores de Yale-NUS College, en colaboración con científicos de Suecia, ha descubierto que las especies de bisulfato en la corriente de escape están estrechamente relacionadas con la disminución de la eficacia de los catalizadores de remediación de gases de escape en los motores diesel. Sus hallazgos allanan el camino para sintetizar catalizadores más tolerantes al azufre y desarrollar estrategias de regeneración para sistemas de catalizadores en vehículos de carga con motor diésel. Esto podría conducir a una menor emisión de óxidos de nitrógeno altamente tóxicos de los motores diesel. reduciendo así la contaminación.

Los becarios postdoctorales de Yale-NUS College Susanna Liljegren Bergman y Vitaly Mesilov, investigador de pregrado Xiao Yang (promoción de 2021), y el profesor de Ciencias (Química) Steven Bernasek, llevó a cabo esta investigación. Trabajaron con los colaboradores Sandra Dahlin y el profesor Lars Pettersson en Suecia, y el Dr. Xi Shibo en la Fuente de Luz Sincrotrón de Singapur de la Universidad Nacional de Singapur. Utilizaron espectroscopía de absorción de rayos X de borde K de Cu dependiente de la temperatura in situ para analizar exactamente cómo los óxidos de azufre afectan los catalizadores de estructura de chabazita intercambiada con cobre (Cu-CHA).

Los catalizadores compuestos de zeolitas intercambiadas con cobre con una estructura de chabacita (Cu-CHA) son actualmente el medio más eficiente para reducir la emisión de óxidos de nitrógeno altamente tóxicos de los motores diesel. Sin embargo, Estudios anteriores demostraron que la eficacia de los catalizadores de Cu-CHA se reduce por los óxidos de azufre que también están presentes en los gases de escape de diésel. lo que plantea un problema ya que los catalizadores se vuelven menos efectivos para evitar que los óxidos de nitrógeno escapen a la atmósfera. En este estudio, Los investigadores encontraron que la eficacia de los catalizadores en los motores diesel se ve más afectada por la presencia o formación de bisulfatos en la corriente de escape. Comprender el mecanismo químico de cómo los catalizadores en los motores diesel se ven afectados por los óxidos de azufre presentes en los gases de escape del diesel permitiría el desarrollo de catalizadores más efectivos que podrían reducir la emisión de óxidos de nitrógeno de los motores diesel.

Con una mayor comprensión de la forma en que los sulfatos afectan a los catalizadores, Se puede trabajar en el futuro para investigar cómo se pueden mitigar los efectos negativos. Adicionalmente, los hallazgos sobre sulfatos también pueden aplicarse a otros estudios sobre el impacto de fósforo y óxidos de fósforo, presente en el combustible biodiesel, sobre el rendimiento del catalizador. Esto podría conducir a la creación de catalizadores más efectivos para motores propulsados ​​por biodiésel.

El profesor Bernasek dijo:"Los resultados de esta investigación fundamental sobre los mecanismos de desactivación del catalizador proporcionan la base para desarrollar nuevos catalizadores y nuevos protocolos de regeneración de catalizadores. Los catalizadores de remediación de gases de escape más eficientes y robustos benefician al medio ambiente al reducir la emisión de óxidos de nitrógeno y permitir el uso de motores, Reducir la emisión total de carbono. Esto ayuda a reducir el impacto del uso continuado a corto plazo de combustibles fósiles, y acelerar nuestra transición a biocombustibles neutros en carbono ".