La chabazite de cuivre : en route vers les moteurs diesel propres
Grâce à leurs incroyables propriétés de catalyse, les zéolites de chabazite de cuivre, des aluminosilicates cristallins, contribuent à retirer la majorité des oxydes d'azote nocifs des gaz d'échappement des moteurs diesel.
Des exigences plus strictes en matière de gaz d'échappement, comme les normes US 2010 ou encore EURO 6, alimentent la croissance de la demande en catalyseurs modernes de traitement des gaz d'échappement. L’une des principales technologies utilisées dans les véhicules diesel est la Réduction Catalytique Sélective (RCS), qui exploite la technologie avancée de BASF, basée sur une zéolite de chabazite de cuivre. En développant ce catalyseur à zéolite de chabazite de cuivre, une équipe pluridisciplinaire de BASF a franchi une étape importante sur la voie du moteur diesel propre.
La recherche derrière le résultat
Qu’est-ce que les zéolites de spécialité ont-elles de si spéciales et comment l’équipe est-elle parvenue à les développer et à les optimiser aussi vite ? Klaus Harth (chercheur en catalyse automobile chez BASF) et Steffen Kerth (responsable des procédés technologiques des catalyseurs chez BASF) ont répondu à nos questions.
M. Harth, qu’est-ce qu’une «zéolite de spécialité» exactement?
Klaus Harth: Les zéolites sont des aluminosilicates naturellement présentes dans différentes structures. Les zéolites de spécialité, comme la chabazite de cuivre, sont produites à une forte pression, à l’aide de substances organiques. Nous pouvons produire spécifiquement des structures présentant des niveaux d’activité très élevés, actives à des basses températures. Les ions cuivre, qui se trouvent à l’intérieur des cristaux, sont les catalyseurs actifs de la zéolite.
Et quels sont les avantages pour la technologie RCS, M. Kerth?
Steffen Kerth: l’activité extraordinaire de catalyse de la zéolite de chabazite de cuivre se déclenche à des températures de gaz d'échappement très basses et restent efficaces et stables à haute température. Cela signifie que la quantité d'oxyde nitrique émise dans le système d'échappement des moteurs diesel est considérablement inférieure. En combinant notre technologie et le catalyseur, les véhicules de nos clients respectent les exigences de plus en plus strictes pour les gaz d'échappement des moteurs diesel.
Quel a été le plus gros défi à relever lors du développement de la zéolite?
Klaus Harth: Le défi a été de développer, dans des délais très courts, une nouvelle technologie de catalyse permettant de considérablement limiter les émissions d’oxyde nitrique des véhicules diesel et pouvant être mise en œuvre rentablement dans la construction automobile à grande échelle. Les principaux éléments ont été la synthétisation en laboratoire et la mise à l’échelle initiale de la production de la zéolite de chabazite. Notre but était de produire aussi efficacement que possible une synthèse du catalyseur actif de la zéolite, qui fournisse non seulement des rendements élevés mais présente surtout une activité catalytique maximale.
Steffen Kerth: L’équipe a également dû développer les procédures correspondantes. Nous sommes parvenus à réduire de plus de moitié le nombre d'étapes du procédé de production commerciale de la zéolite, ce qui fait considérablement baisser les coûts de fabrication.
