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FWC – Il nuovo catalizzatore di conversione a quattro vie per motori a benzina

FWC™ (Four-Way Conversion Catalyst – Catalizzatore di conversione a quattro vie) combina la funzionalità di un catalizzatore di conversione a tre vie (Three-way conversion catalyst - TWC) e quella di un filtro su un’unica struttura a nido d’ape. Questa nuova tecnologia è in grado di eliminare il particolato (PM), così come il monossido di carbonio (CO), gli idrocarburi (HC) e gli ossidi d’azoto (NOx) dai gas di scarico dei motori a benzina – senza ridurre le prestazioni del motore o richiedere spazio aggiuntivo. Ciò rende più facile per le case produttrici di automobili rispettare le nuove stringenti normative sulle emissioni, compresa Euro 6.

La ricerca a monte

Intervista con il Dott. Klaus Harth, responsabile dei catalizzatori per il settore automobilistico presso BASF.

Mr. Harth, QUALI SONO LE CARATTERISTICHE SPECIALI DEL CATALIZZATORE A QUATTRO VIE?
Harth:
Abbiamo sviluppato ulteriormente il catalizzatore a tre vie e ottimizzato il suo effetto depurante. Il nuovo catalizzatore di conversione a quattro vie, abbreviato in FWC, è una tecnologia per veicoli a benzina. Il catalizzatore elimina non solo gli inquinanti gassosi, ma anche i solidi, come il particolato di carbonio, dalle emissioni del tubo di scappamento. Il catalizzatore a quattro vie compatto combina oggi tutte le proprietà più importanti per il controllo delle emissioni in un unico catalizzatore. Rispetto al catalizzatore a tre vie e al filtro antiparticolato non rivestito a valle del motore, richiede comunque uno spazio notevolmente inferiore all’interno del vano motore.

CI SONO ALTRI VANTAGGI?
Harth:
Abbiamo progettato il FWC in modo che accumuli solo una contropressione ridotta rispetto al gas di scarico che lo attraversa. Questo è un aspetto importante per le case produttrici di automobili. Perché una contropressione elevata aumenta la resistenza che deve essere superata dalle emissioni di scarico prima che raggiungano il sistema di scappamento. Se la contropressione è troppo elevata, influisce negativamente sulle prestazioni del motore e peggiora il bilancio di CO2.

Per mantenere la contropressione quanto più bassa possibile, abbiamo messo a punto dei processi di rivestimento innovativi. Essi ci consentono, ad esempio, di rivestire in modo specifico le pareti interne porose del monolito con materiale cataliticamente attivo. In questo caso, la nostra esperienza pluriennale nelle tecnologie catalitiche ci ha consentito di creare delle strutture di catalizzazione studiate su misura. Ciò ha consentito di ottenere una superficie incredibilmente ampia con un’elevata attività catalitica. Allo stesso tempo, è necessario inserire nel catalizzatore a quattro vie una quantità notevolmente inferiore di metalli nobili. Le percentuali di conversione di questo catalizzatore a quattro vie sono estremamente elevate.

La parete porosa del monolito agisce comunque anche come filtro per il particolato di carbonio. Le particelle sono trattenute al suo interno e incenerite in anidride carbonica ad alte temperature, con l’aiuto del rivestimento catalitico. Il convertitore catalitico a quattro vie di BASF fa perciò di più rispetto a un sistema tradizionale con filtro non rivestito. Dal momento che la maggior parte del particolato di carbonio viene incenerita a formare anidride carbonica, i pori del catalizzatore non possono restare bloccati e ciò garantisce la funzionalità a lungo termine del dispositivo.

CHE TIPO DI DURATA può AVERE UN CATALIZZATORE COME QUESTO?
Harth:
La stabilità a lungo termine è già stata dimostrata in una serie di test. Anche dopo più di 160.000 chilometri di guida, il catalizzatore di conversione a quattro vie pulisce ancora le emissioni dei gas di scarico perfettamente. Il nuovo sistema è stato presentato nell’aprile del 2013 ed è oggi nella fase di sviluppo e test presso molte case produttrici di automobili, sempre nell’ottica della produzione in serie. Il catalizzatore di conversione a quattro vie può aiutare i costruttori di automobili a rispettare le severe normative sulle emissioni, come lo standard Euro 6.

Il catalizzatore di conversione a tre vie riduce le emissioni dei gas di scarico
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Il catalizzatore di conversione a tre vie riduce le emissioni dei gas di scarico