Efecto de la gasolina de bajo azufre y de la tecnología de tres vías sobre la formación de NH₃ y N₂O en automóviles Público Deposited
En este trabajo se m uestra que el uso de convertidor es catalíticos de tr es vías con gasolina de bajo azufre puede ser una fuente im portante de contam inación secundaria en m edios urbanos, ya que hay em isión de co mpuestos aún no regulados com o NH3 y N 2O. La emisión de NH 3 y N2O por vehículos equipados con convertid or catalítico de tres vías es relevante por el papel que juegan estos com puestos en la química atmosférica. Por un lado, el NH 3 contribuye de manera im portante a la producción de partículas finas y ultrafinas que deterioran la calidad del aire urbano, m ientras que el N2O es un potente gas de efecto invernadero asociado con el cambio climático. Nuestras pruebas de reacción inclu yeron la s imulación del arranque en frío y op eración transitoria del convertidor, ad emás de hacer estudios a tem peratura constante. La concentración de SO2 varió para analizar su im pacto sobre la for mación de NH 3 y N2O en el convertidor catalítico com ercial. También comparamos nuestros re sultados con reportes de em isión de NH 3 y N 2O por vehículos en tiem po r eal. Encontram os que nuestros resultados reproducen satisfactoriamente la emisión de NH3 y N2O por vehículos durante el arranque en frío. También estudiam os la importante producción de N 2O durante la operación transitoria del convertidor, la cual no se ha reportado. Finalmente estudiamos la formación d e NH3 y N2O sobre catalizadores modelo de Pd/Al 2O3 y Pd/CeO 2-Al2O3 para soportar nuestros resultados del convertidor catalítico comercial. Durante el arranque en frío libre de SO 2, encontramos que el convertidor catalítico produce alrededor de 700 ppm de N2O. El incremento posterior de temperatura inhibe la formación de N2O pero activa la generación de NH 3. La emisión de N 2O depende de la relación aire/combustible, la form ación de NH 3 depende en gran m edida de las condiciones de operación del motor y de la temperatura del convertidor. La formación de N2O a baja tem peratura se puede explicar por la reacción de reducción de NO con C O-H2. Por otro lado, NH 3 se for ma por reducción de NO con H 2 a alta temperatura. Las fuentes de H2 bajo nuestras condiciones de reacción, son las reacciones de Reformado de Vapor (RV) y Desplazam iento de Gas de Agua (DGA). Pruebas de reacción muestran que se generan cantidades importantes de H2 en el convertidor. En operación transitoria sin SO 2, nuestros resultados m uestran que la relación aire/combustible a la que opera el c onvertidor determ ina si se em ite NH 3 o N 2O. La formación de NH 3 se favorece en am biente reductor. En condiciones oxid antes la selectividad del convertidor cambia hacia la formación de N2O. Nuestra investigación muestra que la tendencia m undial de us ar gasolina de bajo azufre promueve selec tivamente la ruta d e reacción hacia la form ación de NH 3 pero inhibe la producción de N 2O durante el arranque en frío y ope ración transitoria del convertidor. Encontramos que el efecto del SO 2 sobre las reacciones qu e forman NH3 y N2O es m ayor durante la operación del conve rtidor catalítico en condicion es reductoras. En condiciones oxidantes no se forma NH3 y la presencia de SO2 parece no afectar la formación de N2O.
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