À medida que os carros se tornam mais eficientes em termos de combustível, menos calor é desperdiçado no escapamento, o que torna mais difícil limpar os poluentes que estão sendo emitidos. Pesquisadores da Washington State University, O Pacific Northwest National Laboratory e a University of New Mexico criaram um catalisador capaz de reduzir os poluentes nas temperaturas mais baixas esperadas em motores avançados. Trabalho deles, publicado esta semana no jornal Ciência , apresenta uma nova maneira de criar um catalisador mais poderoso usando menores quantidades de platina - o componente mais caro dos catalisadores de controle de emissão.

Os catalisadores são parte integrante dos motores movidos a diesel e gasolina desde meados da década de 1970, quando os regulamentos federais começaram a exigir reduções de monóxido de carbono, hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio. Os conversores catalíticos convertem os poluentes em gases benignos, como nitrogênio, dióxido de carbono e água.

Os pesquisadores abordaram o desafio assustador de projetar um catalisador que pudesse suportar temperaturas de exaustão do motor de até quase 750 graus Celsius (cerca de 1, 500 graus Fahrenheit) encontrados sob altas cargas do motor. Mesmo assim, o catalisador ainda teria que funcionar quando um motor fosse ligado frio e limpar o escapamento antes de chegar a 150 graus Celsius - mais de 100 graus Celsius a menos do que os sistemas atuais.

As temperaturas operacionais mais baixas durante a partida a frio são devido ao aumento da eficiência de combustível em motores de combustão avançados, o que deixa menos energia no escapamento do escapamento, disse Abhaya Datye, um distinto professor do Departamento de Engenharia Química e Biológica da Universidade do Novo México e co-autor do estudo.

As recentes descobertas surgiram de uma colaboração entre grupos de pesquisa liderados por Yong Wang, que tem um cargo conjunto na Escola de Engenharia Química e Bioengenharia da Universidade Estadual de Washington, Gene e Linda Voiland, e no Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, e o grupo de catálise da Datye no Novo México.

O trabalho baseia-se em pesquisas, publicado na Science no ano passado, em que os grupos Wang e Datye encontraram uma nova maneira de capturar e estabilizar átomos de platina individuais na superfície do óxido de cério, um componente comumente usado em catalisadores de controle de emissões. O chamado catalisador de átomo único usa a platina com mais eficiência, enquanto permanece estável em altas temperaturas. A platina normalmente é negociada a preços próximos ou até maiores do que o ouro.

Para seu último artigo, os pesquisadores trataram o catalisador a vapor a 750 graus Celsius, quase 1, 400 graus Fahrenheit. Isso fez com que o catalisador já estável se tornasse muito ativo nas baixas temperaturas de partida a frio.

"Conseguimos enfrentar os desafios de estabilidade em alta temperatura e atividade em baixa temperatura, "Wang disse. O trabalho foi financiado pelo Departamento de Energia dos EUA. A pesquisa está de acordo com os Grandes Desafios da WSU, um conjunto de iniciativas de pesquisa voltadas para grandes questões sociais. É particularmente relevante para o desafio de recursos sustentáveis ​​e seu tema de energia.