Catalisadores automotivos - componentes e tecnologias

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 6 (1478 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 26 de junho de 2011
Ler documento completo
Amostra do texto
Catalisadores automotivos
COMPONENTES E TECNOLOGIAS
Os primeiros catalisadores automotivos eram fundamentados na remoção de monóxido de carbono e hidrocarbonetos. Outros poluentes, como óxidos de nitrogênio eram controlados por meios alternativos durante o processo de combustão nos automóveis. Vários foram os estudos baseados em qual catalisador usar. Platina e paládio são consideradosexcelentes catalisadores, mas, comercialmente, usam-se outros metais em função do custo e da disponibilidade. Esses metais são: cobre, titânio, vanádio, cobalto, níquel, manganês.
A tabela 1 compara o desempenho desses catalisadores.

Apesar do custo, os primeiros catalisadores de oxidação continham uma combinação de platina e paládio. Porém, estes apresentaram diversos problemas de desativação,decorrentes das impurezas presentes nos gases de exaustão, tais como óxidos de enxofre e chumbo tetraetila provenientes da gasolina, e fósforo e zinco oriundos do óleo lubrificante. Entre esses venenos o chumbo apresentou-se como o mais severo, mesmo a níveis de traços. A desativação do catalisador foi atribuída à formação de ligas do tipo Pt-Pb ou Pd-Pb.1
Junto com uma forte conscientização arespeito dos malefícios causados pelo chumbo tetraetila, pesquisas para otimizar o desempenho dos catalisadores levaram à substituição desse componente pelo aditivo éter metil-terc-butílico. Porém, outros problema continuaram em relação à platina e ao paládio: a desativação por fósforo e zinco, e por altas temperatura. Outro forte problema foi a sinterização do suporte do catalisador pela alumina.
Asegunda geração de catalisadores veio preocupada com a diminuição da emissão de óxidos de nitrogênio, e para a redução desses compostos, são usados componentes deficientes em oxigênio. Foi desenvolvido então, o "catalisador de três vias" (TWC, "Three Way Catalyst"). Esses sistemas empregam a platina e o ródio, este último sendo o maior responsável pela redução dos óxidos de nitrogênio.
A figuraabaixo mostra a eficiência do catalisador em função da relação ar/combustível:

A natureza oscilatória da razão ar/combustível, no sistema de exaustão, levava a variações na composição da mistura gasosa, tornando-a alternadamente rica e deficiente em oxigênio. Isto gerou a necessidade do desenvolvimento de um componente que pudesse liberar ou absorver oxigênio durante as oscilações da razãoar/combustível83. Os testes conduzidos com óxido de cério (CeO2) confirmaram a sua eficiência, devido às suas propriedades redox e, ainda hoje, ele é usado nos modernos catalisadores de três vias. Outros sistemas óxidos, tais como NiO/Ni e Fe2O3/FeO, também têm sido usados como componentes de estocagem de oxigênio.
A terceira geração de catalisadores veio dos desafios relacionados à economia decombustível e às novas velocidades de operação. As temperaturas mais elevadas e atmosferas mais oxidantes causaram a inativação do ródio, pois esse reagia com a alumina. A suspeita de que a segregação do ródio poderia aumentar a sua resistência térmica resultou no desenvolvimento de catalisadores formados por diferentes camadas de ródio e óxido de cério.
A desativação do catalisador e o envenenamento porfósforo e enxofre ainda são problemas que afetam os catalisadores modernos. O fósforo, oriundo do óleo lubrificante, deposita-se sobre o catalisador, geralmente como um filme de P2O5 ou polimeriza na superfície da alumina; ambos os processos levam à desativação, pelo bloqueio dos poros do suporte, dificultando o acesso das moléculas reagentes aos sítios metálicos ativos. Os compostos de enxofre,presentes na gasolina podem ser convertidos a óxidos de enxofre. O primeiro é adsorvido pelos metais nobres a temperaturas inferiores a 300 oC, inibindo as conversões de monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos. A temperaturas mais altas, o SO2 é convertido a SO3, que passa através do leito catalítico, ou pode reagir com a alumina para formar sulfato de alumínio, levando à...
tracking img