IN ARRIVO UN NUOVO CATALIZZATORE PER MOTORI DIESEL EURO 6

Coperto da due brevetti internazionali, sarà presentato al Congresso 
mondiale della Society of Automotive Engineers di Detroit

È il risultato di una decennale collaborazione accademico-industriale italo-austriaca l’ultima novità in fatto di catalizzatori che anticipa la normativa europea destinata ad essere applicata ai nuovi veicoli e mezzi pesanti stradali in vendita nell’Ue a partire dal 2014. Si tratta di un nuovo catalizzatore in grado di eliminare gli ossidi di azoto dai motori diesel Euro 6, compatibile quindi con gli standard europei sulle emissioni inquinanti, in vigore tra qualche anno. Dopo ben dieci anni di ricerche, test e prove di laboratorio che hanno impegnato i ricercatori del gruppo di catalisi industriale del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche dell’Università di Udine, coordinato dal Prof. Alessandro Trovarelli e quelli della Treibacher Industrie Ag., azienda leader in Europa nel settore delle “terre rare”, il nuovo catalizzatore, che prevede l’utilizzo di urea come additivo per l’eliminazione degli ossidi di azoto, è finalmente pronto ad essere lanciato nel mercato dell’Euro 6. A svelarci la “formula” innovativa del nuovo catalizzatore che premia la sostenibilità dei diesel è lo stesso Prof. Alessandro Trovarelli, ordinario del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche e coordinatore del gruppo di ricerca udinese.

Prof. Trovarelli, qual è attualmente lo stato dell’arte in materia di catalizzatori per diesel? Per quanto riguarda i catalizzatori per autovetture e mezzi pesanti alimentati a gosolio, attualmente la normativa vigente è quella Euro 5, pienamente soddisfatta dal punto di vista commerciale da sistemi già in uso. L’introduzione dell’Euro 6, che avverrà tra circa due anni, prevede un ulteriore abbassamento dei tenori di ossidi di azoto che possono essere rilasciati in atmosfera. Di qui la necessità di alcune modifiche sostanziali ai presidi catalitici delle autovetture attualmente in circolazione per riuscire a soddisfare la normativa Euro 6 e quindi la necessità di un sistema nuovo, il sistema SCR (Selective Catalytic Reduction) che tratta gli ossidi di azoto con ammonica in presenza di ossigeno per ottenere azoto e acqua. Il sistema elimina gli ossidi di azoto utilizzando ammonica, a sua volta formata da urea, un additivo che deve essere aggiunto all’automobile. Attualmente esistono principalmente due formulazioni di catalizzatori in grado di promuovere la reazione tra ammoniaca e ossidi di azoto per ottenere azoto e acqua e vengono utilizzati nei mezzi pesanti che già dal 2008 hanno l’obbligatorietà del sistema di tipo SCR. Si tratta di catalizzatori a base di ossido di vanadio depositato su ossido di titanio (i più comunemente usati) oppure di catalizzatori a base di zeoliti. Questi due sistemi, attualmente in commercio, hanno, tuttavia, vantaggi e svantaggi in termini di stabilità termica e, quindi, di durata nel tempo, oltre che di costi. In particolare, sistemi a base di vanadio e titanio sono sistemi che hanno minore stabilità termica e costi più abbordabili, mentre sistemi a base di zeoliti hanno una maggiore stabilità termica, una migliore attività catalitica, soprattutto alle basse temperature, ma un costo decisamente più elevato rispetto ai sistemi a base di vanadio. La potenziale tossicità dell’ossido di vanadio che può fuoriuscire dallo scarico è un altro degli svantaggi dei sistemi a base di vanadio da mettere in conto.

Qual è la particolarità del nuovo catalizzatore? Perchè può dirsi realmente innovativo? Quali sono i suoi eco-vantaggi? La peculiarità del nuovo catalizzatore è rappresentata dal materiale di cui è costituito, a base di ferro e “terre rare”. Questo materiale ha permesso di realizzare un catalizzatore innovativo capace di ottenere elevata attività e stabilità termica rispetto ai materiali sviluppati per questo tipo di applicazioni, e con costi competitivi. Fare un bilancio globale che tenga conto di tutte le variabili implicate è tuttavia complicato; bisogna tener conto dell’attività catalitica, della stabilità del materiale, del suo costo e del potenziale impatto ambientale (non dimentichiamo, infatti, che i sistemi a base di ossidi di vanadio hanno problemi di tossicità che non vanno trascurati). Diciamo che per le caratteristiche delle variabili sopra menzionate il materiale è potenzialmente interessante per un utilizzo a breve termine in mezzi pesanti prima che nelle autovetture.

Come è nata la collaborazione tra il gruppo di ricerca da lei coordinato e la carinziana Treibacher Industrie Ag.? Il nostro gruppo di ricerca vanta una decennale esperienza nel settore dei materiali a base delle terre rare. In particolare, da circa vent’anni ci occupiamo dell’applicazione di materiali a base di elementi delle “terre rare” (cerio in particolare) in convertitori catalitici per autovetture a benzina e diesel. L’ossido di cerio è, infatti, un altro elemento importante nelle marmitte catalitiche delle autovetture a benzina. Per via di questa nostra esperienza accumulata negli anni siamo stati contattati dalla Treibacher Industrie Ag., azienda austriaca leader in Europa nel settore delle “terre rare”. Così è nato un progetto per anticipare le normative. All’epoca eravamo fermi all’Euro 3 – Euro 4 e i nostri progetti di ricerca guardavano già all’Euro 5 e all’Euro 6.

Quanti ricercatori ha coinvolto questo progetto e soprattutto quanto tempo vi ha impegnato? Questo progetto è nato circa 10 anni fa e dal 2002 è stato finanziato per larga parte dalla Treibacher Industrie Ag. Dopo circa 10 anni di ricerca, studi e test di laboratorio che hanno coinvolto mediamente due ricercatori da parte nostra e due ricercatori da parte loro, per un totale quindi di quattro persone costantemente impegnate nel progetto, siamo riusciti a mettere a punto questo nuovo materiale che è attualmente coperto da due brevetti internazionali e che proprio di recente ha vinto il Premio innovazione della Carinzia, entrando tra i sei progetti finalisti per il miglior prodotto industriale dell’anno tra 600 proposte innovative.

L’importante riconoscimento scientifico internazionale non ferma, tuttavia, la ricerca e la collaborazione scientifica tra l’ateneo friulano e l’azienda carinziana. Il catalizzatore deNOx di nuovissima generazione in grado di “pulire” i gas di scarico dei motori diesel sarà, infatti, ancora oggetto di studi e di perfezionamento da parte del gruppo di ricerca udinese e di quello austriaco grazie al progetto Mat4Cata “Nuovi materiali per la rimozione di inquinanti dai gas esausti dei motori a combustione interna”, un progetto del valore di 1.6 milioni di euro, realizzato nell’ambito del Programma Interreg IV Italia-Austria che coinvolgerà la Treibacher Industrie Ag., che per larga parte ha finanziato il progetto e il laboratorio di catalisi diretto dal Prof. Trovarelli che vanta studi e collaborazioni con Ford Motor Company, Centro ricerche FIAT e con i principali produttori di catalizzatori per la ricerca e lo sviluppo di nuovi materiali catalitici. Nonostante la ricerca del gruppo udinese non si fermi, il nuovo catalizzatore è pronto per volare da Udine a Detroit. È, infatti, proprio qui, a Detroit, che avverrà il suo debutto ufficiale. Prima di approdare sul mercato nel 2014, la novità italo-autriaca verrà presentata alla grande platea internazionale, prima nell’ambito del Congresso mondiale 2011 della Society of Automotive Engineers (SAE), il Congresso mondiale degli ingegneri automobilistici dedicato alle tecnologie innovative e al progresso industriale in campo automobilistico in programma il prossimo 12-13-14 aprile e poi al congresso nord-americano di catalisi di giugno, sempre a Detroit, dove sarà lo stesso Prof. Trovarelli a presentare agli esperti di tutto il mondo l’ultima frontiera made in Italy in fatto di catalizzatori per motori diesel.