Obiettivo 1: Produzione di idrogeno verde e pulito
REFERENTE/I
Luciana Lisi – CNR
luciana.lisi@cnr.it
Attività
I trasporti sono responsabili di una grossa fetta di emissioni di CO2 e per contribuire alle loro riduzione, oltre alle auto elettriche, vanno considerati veicoli a motore alimentati ad idrogeno, un combustibile idealmente ad emissioni inquinati zero che genera solo H2O. Le temperature raggiunte per la sua ossidazione in aria possono tuttavia generare ossidi di azoto che vanno quindi abbattuti.
L’attività si basa su uno studio accoppiato di un motore alimentato ad H2 e di un sistema di post-trattamento catalitico di Selective Catalytic Reduction (SCR) che usi H2 come riducente degli NOx, con il vantaggio di avere un unico combustibile a bordo, per propulsione e SCR, evitando l’unità di stoccaggio e l’iniezione di urea necessario per i motori diesel.
Figura 1
Trattamento delle emissioni di ossidi di azoto da una vettura alimentata ad idrogeno mediante Selective Catalytic Reduction con H2
Risultati
Lo sviluppo di sistemi catalitici per il controllo delle emissioni di NOx emessi da motori a combustione interna alimentati ad idrogeno per riduzione catalitica selettiva (SCR) con H2 in eccesso di ossigeno è stato incentrato sulla messa a punto degli impianti necessari al funzionamento ed installazione del motore al banco prova per eseguire prove sia dinamiche che stazionarie definendo una metodologia sperimentale che prevede l’esecuzione ripetuta del ciclo di omologazione per la categoria di motore in oggetto (Worldwide Harmonized Transient Cycle). E’ stata poi definita una campagna sperimentale per riprodurre condizioni di gas di scarico a temperature medio-basse ed alte concentrazioni di NOx, cioè gravose per i sistemi di abbattimento allo scarico.
Parallelamente è stato messo a punto l’impianto in scala da laboratorio per i test di H2-SCR in miscela simulata. La campagna di test su diversi supporti con diversi contenuti di platino ha permesso di individuare nel catalizzatore a base di zeolite ZSM5 a bassa concentrazione di Pt (0.1%) il sistema più attivo e più selettivo (limitazione della formazione indesiderata di NO2, a T>200°C, e di N2O) con un evidente vantaggio economico sui costi del catalizzatore.
Figura 2
Motore Heavy Duty (a) e schema dell’impianto per i test catalitici (b)
Figura 3
risultati ottenuti
Team di ricerca
Luciana Lisi – STEMS CNR
Stefano Cimino – STEMS CNR
Carlo Beatrice – STEMS CNR
Chiara Guido – STEMS CNR
In collaborazione con:
l’Università degli Studi di Padova
(per la preparazione dei catalizzatori in forma di monoliti 3D stampati)
Documenti
In Situ DRIFTS Study of Na-Promoted Pt/ZSM5 Catalysts for H2-SCR Catalysts 2025, 15(6), 598; https://doi.org/10.3390/catal15060598
NOx emission control by H2-SCR over Pt-ZSM5 catalyst in mobile applications, ICEC 2025 International Conference on Environmental Catalysis – Isola delle Femmine (PA) – 2-5 giugno 2025 https://www.icec2025.com/PROGRAM/day-3.html
Insights into the mechanism of H2-SCR over Pt-ZSM5 through Operando-DRIFT techniqueAIZ Congress – Isola delle Femmine (PA) – 6-7 giugno 2025
3D printed Pt-ZSM5/Geopolymer as catalyst for H2-SCR, 9th Czech – Italian- Spanish Conference on Molecular Sieves and Catalysis Toledo 4-7 giugno 2023
