Ecco come un convertitore catalitico rimuove il monossido di carbonio dai motori delle auto:
1. Convertitore catalitico a tre vie: La maggior parte dei veicoli moderni utilizza un convertitore catalitico a tre vie, che mira simultaneamente alla rimozione di tre inquinanti primari:monossido di carbonio (CO), idrocarburi (HC) e ossidi di azoto (NOx).
2. Struttura a nido d'ape: All'interno del convertitore catalitico è presente una struttura ceramica o metallica a nido d'ape rivestita con vari catalizzatori, tipicamente tra cui platino, rodio e palladio. Questi catalizzatori forniscono un'ampia superficie affinché possano avvenire le reazioni chimiche.
3. Flusso dei gas di scarico: Il gas di scarico del motore, contenente sostanze inquinanti come CO, HC e NOx, entra nel convertitore catalitico attraverso un tubo di ingresso.
4. Reazione di riduzione: All'interno del convertitore catalitico, i catalizzatori di platino e rodio promuovono una reazione di riduzione. Durante questo processo, il monossido di carbonio (CO) reagisce con l'ossigeno (O2) per formare anidride carbonica (CO2), che è un gas innocuo. L'equazione chimica per questa reazione è:
2 CO + O2 -> 2 CO2
5. Reazione di ossidazione: I catalizzatori di rodio e palladio facilitano una reazione di ossidazione. In questo processo, gli idrocarburi incombusti (HC) e il monossido di carbonio (CO) reagiscono con l'ossigeno (O2) per formare anidride carbonica (CO2) e vapore acqueo (H2O). L'equazione chimica per questa reazione è:
HC + CO + O2 -> CO2 + H2O
6. Riduzione degli NOx: I catalizzatori al platino e al rodio catalizzano anche la riduzione degli ossidi di azoto (NOx) in azoto (N2) e ossigeno (O2). Questa reazione aiuta a ridurre l'emissione di composti nocivi di NOx.
7. Tubo di scarico: Il gas di scarico purificato, con livelli significativamente ridotti di monossido di carbonio, idrocarburi e ossidi di azoto, esce dal convertitore catalitico attraverso un tubo di uscita e viene rilasciato nell'atmosfera.
Vale la pena notare che il convertitore catalitico funziona a temperature elevate, solitamente intorno ai 400-800 gradi Celsius, per facilitare efficacemente queste reazioni chimiche. Il sistema di gestione del motore monitora e regola continuamente l'iniezione di carburante, la fasatura dell'accensione e altri parametri per garantire il funzionamento ottimale del convertitore catalitico.
La manutenzione regolare e il corretto funzionamento del motore sono fondamentali per la longevità e l'efficienza del convertitore catalitico. Fattori come l'utilizzo di carburante senza piombo, l'evitare modifiche al motore che alterano i rapporti carburante-aria e la risoluzione di eventuali problemi relativi a mancate accensioni del motore o consumo eccessivo di carburante possono aiutare a mantenere le prestazioni del convertitore catalitico nel ridurre le emissioni di monossido di carbonio dai motori delle auto.
