La réduction des émissions d’oxydes d’azote des moteurs diesel est un enjeu majeur pour l’environnement et la santé. Une nouvelle découverte réalisée par des chercheurs américains apporte un éclairage inédit sur un mécanisme clé, ouvrant la voie au développement de catalyseurs plus efficaces.
Les oxydes d’azote, un polluant préoccupant
Les émissions d’oxydes d’azote (NOx) des pots d’échappement des véhicules diesel et des machines à combustion ont longtemps pollué le ciel des villes et nui à la santé de leurs habitants. Bien que des progrès technologiques aient permis de réduire substantiellement ces émissions au fil des années, elles restent problématiques pour des secteurs difficiles à électrifier comme l’agriculture ou les engins mobiles non routiers.
De plus, l’amélioration de l’efficacité de la réduction catalytique de ces émissions devient de plus en plus ardue. Les moteurs diesel plus performants produisent moins de chaleur pour alimenter la réaction catalytique. Ce défi est également partagé par des carburants plus propres comme le biodiesel.
Le rôle inattendu de l’acidité
Une nouvelle découverte réalisée par des chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), publiée récemment dans Nature Communications, a mis en lumière un mécanisme clé jusque-là inconnu. Cela pourrait orienter le développement de nouveaux catalyseurs plus efficaces pour réduire les émissions de NOx des moteurs diesel ou fonctionnant avec des carburants à faible teneur en carbone.
Parmi les meilleurs catalyseurs pour réduire les émissions diesel, les chercheurs ont remarqué que l’efficacité de l’un d’entre eux, noté Cu/LTA, était 40% moins bonne à 180°C que ses homologues, même en augmentant les sites de réaction. L’acidité plus faible de Cu/LTA s’est avérée être la cause.
« L’acidité réduite rend l’intermédiaire moins réactif », a expliqué Feng Gao, auteur principal de l’étude. L’acidité joue donc un rôle actif et participatif, et pas seulement de stockage d’ammoniac.
Vers des véhicules diesel plus propres
Cette nouvelle compréhension permettra aux industriels et chercheurs de développer des catalyseurs plus efficaces pour réduire les NOx des moteurs diesel ou fonctionnant avec des carburants à faible teneur en carbone.
« Les sites acides sont un élément clé pour favoriser cette réaction à basse température et doivent être pris en compte pour concevoir des catalyseurs supérieurs, plus actifs à basse température« , a déclaré Kenneth Rappe, ingénieur en chef chez PNNL.
La prochaine étape sera de travailler avec des fabricants de catalyseurs et de moteurs pour améliorer l’état de l’art de la réduction catalytique sélective des NOx.
En synthèse
Cette avancée ouvre la voie à des catalyseurs diesel plus efficaces, contribuant à réduire un polluant nocif pour la santé et l’environnement. L’identification d’un nouveau mécanisme clé, le rôle actif de l’acidité, éclaire d’un jour nouveau cette technologie mature.
Légende illustration principale : Les émissions de NOx provenant des véhicules non routiers et industriels constituent un problème permanent. Crédit : Composite image par Shannon Colson for Pacific Northwest National Laboratory
