A recente studio dal Consiglio internazionale dei trasporti puliti hanno scoperto che l’aumento dell’inquinamento atmosferico dovuto alle emissioni di ossido di azoto diesel (NOx) ha portato a 107,600 morti premature nel 2015. Lo studio ha inoltre rilevato che le emissioni effettive di NOx sono superiori a quelle riportate dai produttori, la differenza denominata “emissioni di NOx in eccesso”. Tra le morti premature nel 2015, le emissioni di NOx in eccesso hanno rappresentato 38,000 morti premature. Le morti premature non corrette in tutto il mondo dovute alle emissioni di NOx diesel potrebbero salire a 183,600 nel 2040, un pensiero allarmante.

Ma non preoccuparti! Graham Hargrave, professore di diagnostica ottica presso La Wolfson School di ingegneria meccanica, elettrica e manifatturiera presso l'Università di Loughborough nel Regno Unito, e Jonathan Wilson, ricercatore associato, hanno sviluppato la prima tecnologia al mondo in grado di ridurre significativamente le emissioni di NOx dei motori diesel.

La loro tecnologia, chiamata Tecnologia di creazione e conversione dell'ammoniaca (ACCT), è il solo la tecnologia esistente che potrebbe portare a termine il compito.

La tecnologia attuale si è rivelata carente

Finora i produttori di veicoli si sono affidati a questo AdBlue™, una soluzione di acqua e urea, per aiutare a rimuovere le emissioni di NOx dai motori diesel.

Quando AdBlue™ viene iniettato nel sistema di scarico, vaporizza e si decompone formando ammoniaca e anidride carbonica prima di entrare nel sistema di riduzione catalitica selettiva (SCR). Una volta entrata nell'SCR, l'ammoniaca scompone gli NOx in acqua e azoto, che vengono poi rilasciati attraverso lo scarico. L'acqua e l'azoto, come sappiamo, sono innocui.

AdBlue™ sembra meraviglioso, quindi perché non continuare a usarlo?

Il problema è che AdBlue™ è efficace solo a temperature di scarico elevate superiori a 250ºC o 482ºF. Ma le temperature di scarico non raggiungono sempre così alte.

Come ha spiegato Wilson a TUN, I motori a combustione interna dei veicoli diesel respingono molto calore durante il loro funzionamento in due modi.

Innanzitutto i motori sono progettati per essere mantenuti freddi, quindi il calore viene respinto tramite un radiatore.

In secondo luogo, il calore viene espulso attraverso lo scarico del motore.

"Poiché i motori sono diventati più efficienti, abbiamo utilizzato parte di questa energia per alimentare altri componenti del sistema, in particolare i turbocompressori, che aumentano l'efficienza complessiva del motore", ha affermato Wilson.

“L’energia rimanente viene fornita ai componenti di post-trattamento, che per funzionare richiedono principalmente calore”.

Quindi, anche se è positivo che i motori siano diventati più efficienti, il risultato è che “producono anche più NOx (prima dei componenti di post-trattamento) e hanno temperature di scarico sempre più basse”.

Poiché AdBlue™ necessita di temperature di scarico elevate per funzionare in modo efficace, non funziona bene nelle aree urbane con traffico a singhiozzo o nei cantieri.

"Sfortunatamente, con molti veicoli che effettuano brevi viaggi stop/start, come autobus e veicoli da cantiere, molti motori non raggiungono mai la temperatura ottimale richiesta affinché i sistemi SCR funzionino in modo efficiente", ha affermato Hargrave in una nota.

Se i sistemi SCR non possono funzionare in modo efficiente, nell’ambiente urbano, soprattutto nelle grandi città, verranno rilasciati più NOx.

"Conosciamo tutti il ​​fenomeno della 'partenza a freddo', in cui i veicoli diesel emettono pennacchi di emissioni tossiche prima che i loro sistemi catalitici raggiungano la temperatura e siano in grado di funzionare in modo efficace", ha affermato Hargrave.

Ciò che peggiora il problema è questo ne risulta l'uso di AdBlue™ a temperature più basse in un accumulo di prodotti secondari (altri prodotti chimici indesiderati) nel tempo, che alla fine porta al blocco dello scarico e al guasto del motore.

ACCT realizza cosa AdBlue™ no

Con l’avvento dell’ACCT, tuttavia, temperature di scarico più basse non ostacoleranno più l’efficace riduzione dei NOx dei motori diesel. ACCT, una tecnologia di conversione dell'AdBlue™, è progettata per funzionare in modo efficace a temperature di scarico più basse.  

Gli inventori hanno progettato l'ACCT in modo che potesse essere installato a valle di tutti i componenti di post-trattamento e sarà l'ultimo componente dell'hardware di scarico prima che i gas vengano rilasciati dal tubo di scappamento del veicolo. Il posizionamento dell'ACCT fa sì che dallo scarico non venga estratto calore che potrebbe essere utilizzato da altri componenti del motore.

Invece, l'ACCT "è in grado di utilizzare questa energia di scarto per pre-convertire l'AdBlue™ nel fluido ACCT, che può essere iniettato al posto dell'AdBlue™ e non formerà mai questi depositi", ha affermato Wilson.

ACCT consente ai sistemi SCR di funzionare a temperature fino a 60ºC o 140ºF.

"Ciò significa che il sistema di riduzione dei NOx rimane attivo durante l'intero ciclo di guida del mondo reale, portando a riduzioni significative delle emissioni dallo scarico", ha affermato Hargrave in una nota.

L'ACCT è stato esaminato da Istituto di tecnologia energetica (ETI) e il suo potenziale riconosciuto.

“Sulla base di una breve analisi, la tecnologia ACCT recentemente sviluppata da Loughborough ha il potenziale per produrre in modo efficace ammoniaca gassosa a temperature significativamente inferiori a 190°C [o 374°F], consentendo così una maggiore efficienza di conversione e minori emissioni di NOx”, Chris Thorne, Lo ha affermato in un comunicato il Chief Technology Officer di ETI per i veicoli pesanti.

Gli inventori hanno adattato l’ACCT ai veicoli pesanti (HGV), ma ritengono che sia “completamente scalabile per l’uso in tutti i veicoli diesel”. Da Poiché la tecnologia si basa su semplici processi chimici, la progettazione di una nuova cilindrata richiederebbe semplicemente la modifica del volume dell'unità fisica.

Il mondo potrebbe vedere l’ACCT in azione entro il 2020.

"L’ACCT è attualmente installato e funzionante su un impianto di simulazione dello scarico all’avanguardia che ci consente di osservare il funzionamento del sistema attraverso le nostre sezioni ottiche di scarico”, ha affermato Wilson.

“Il prossimo passo, su cui stiamo lavorando, è installare un prototipo sul motore in una delle nostre celle di prova motori. Il processo di conversione dei prototipi in componenti verificati del motore è lungo, tuttavia, speriamo di vedere l’ACCT installato sui veicoli stradali entro il prossimo obiettivo di riduzione delle emissioni dell’UE nel 2020”.

Inventando una tecnologia in grado di rimuovere in modo efficiente le emissioni di NOx a temperature più basse, Hargrave e Wilson hanno reso possibile che i veicoli diesel siano altamente efficienti e più rispettosi dell'ambiente.

“L’ACCT ha il potenziale per avere un effetto significativo sulle emissioni reali dei motori diesel”, ha affermato Wilson.

“Eliminando forse la restrizione più significativa sul funzionamento dell’SCR, i progettisti di motori sono liberi di progettare un motore più robusto con emissioni significativamente più basse, non solo NOx ma anche CO2 e particolato”.