Serie Innovación Made in Spain: Nuevo Sistema de reducción de los NOX en motores diésel
El Instituto Universitario de Investigación del Automóvil Francisco Aparicio Izquierdo (INSIA), junto con el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC y la empresa MECACONTROL, han desarrollado una solución tecnológica alternativa para la reducción de NOx a baja temperatura en motores diésel mediante hidrógeno, combinada con el catalizador convencional basado en AdBlue (ver figura 1). El objetivo principal ha sido optimizar la formulación y el método de preparación del sistema catalítico de reducción NOx con hidrógeno (SCR-H2) con el fin de minimizar su coste y estudiar su comportamiento en la oxidación del slip de NH3 en un sistema complementario al sistema AdBlue que permita la reducción de NOx en un rango de operación más amplio y con mejor eficacia que la tecnología AdBlue. Con este sistema se pretende, concretamente, mejorar la eficacia en la reducción de NOx en el rango de temperaturas hasta 200°C, donde los sistemas actuales de reducción catalítica selectiva basados en Adblue se muestran ineficaces.
Fig. 1.- Esquema de la configuración combinada SCR-Urea y SCR-H2
Para su validación se han realizado ensayos en banco motor, banco de rodillos y en ciclo real de conducción. Concretamente, para los ensayos realizados en banco de rodillos se ha instalado en el tubo de escape de una furgoneta (ver figura 2) el catalizador prototipo basado en hidrógeno para la reducción de NOx, (catalizador SCR-H2). Se han realizado ciclos de conducción sin inyección de hidrógeno y con inyección de hidrógeno, midiendo las emisiones de NOx resultantes en ambos casos, y por comparativa, evaluar la capacidad de reducción de los NOx con el nuevo catalizador.
Fig. 2.- Montaje del catalizador prototipo SCR-H2 en el escape
Sólo se consideró estudiar el comportamiento del catalizador en recorridos urbanos. Los ensayos se realizaron en el INTA, y son una versión ampliada de la parte urbana del ciclo de conducción Europa (NEDC – New European Driving Cycle).
De acuerdo a los resultados obtenidos, el catalizador prototipo reduce la concentración de las emisiones de NOx, obteniéndose en aquellos ensayos en los que el catalizador ha estado funcionando, factores de emisión de NOx inferiores con respecto a los de su ensayo de referencia sin inyección de H2 (sólo con el catalizador SCR-urea funcionando). Se han obtenido reducciones de NOx significatias (todas por encima del 50%, y en general, entre el 70% y 90% de conversión) a temperaturas inferiores a 200ºC.
Fig. 3.- Alguno de los resultados de NOx (ppm) de los ensayos realizados en INTA y cálculo de % de reducción de NOx con respecto a su ensayo de referencia (sin H2)
Como conclusión final se puede comentar que este sistema de reducción de NOx en frío es bastante eficaz, que resolverá los límites de emisión en frío cuando éstos se implanten en la Directiva europea y que en estos momentos nos encontramos en el desarrollo de un dispositivo de obtención de hidrógeno a bordo.
