La réduction des émissions de carbone des routes, des chemins de fer et de la navigation nécessite la mise en œuvre simultanée d’une gamme de solutions. En ce qui concerne les voitures, la réduction du nombre de trajets (en facilitant la marche et le vélo et en améliorant les transports en commun), le changement de carburant dans les véhicules et la valorisation des véhicules déjà en circulation doivent tous jouer un rôle partie. Aucune de ces solutions ne se suffit à elle-même.
En 2030, la vente de voitures particulières diesel et essence neuves sera interdite au Royaume-Uni. L’avenir de l’automobile de tourisme sera électrique. Mais les récents problèmes d’approvisionnement en pièces et le coût élevé du carbone de fabrication des véhicules électriques pourraient retarder les bénéfices climatiques de cette transition.
Pour tirer le meilleur parti des véhicules à essence et diesel existants – et du carbone qui a été investi dans leur création – les conducteurs et les constructeurs peuvent réduire les émissions d’une famille de composés appelés oxydes d’azote, qui sont liés aux maladies respiratoires, grâce à un meilleur traitement des gaz d’échappement. fumées. De cette façon, les communautés les plus touchées par la pollution de l’air peuvent au moins être protégées avant que les émissions nocives des véhicules ne soient finalement éradiquées.
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Mon équipe de recherche développe une nouvelle génération de pots catalytiques, ces dispositifs montés sur les pots d’échappement pour réduire le dégagement de gaz toxiques. Inspiré par la chimie observée à la surface de planètes extrêmement chaudes comme Vénus, nous avons produit un matériau synthétique qui pourrait améliorer la qualité de l’air.
De Vénus aux pots d’échappement des véhicules
La lumière du Soleil détruit le dioxyde de carbone (CO₂) dans l’atmosphère des planètes, produisant du monoxyde de carbone (CO). Pas assez vite pour éviter le changement climatique, mais suffisamment pour que des atmosphères comme Vénus contiennent beaucoup plus de CO que nous n’en observons là-bas.
Notre groupe étudie les effets de la matière météorique (poussière arrivant de l’espace) dans les atmosphères. Une poudre de silicate de fer que nous avons fabriquée qui reproduit cette poussière peut accélérer la conversion du CO en CO₂. C’est pour cela que les premiers pots catalytiques des voitures ont été conçus, car le CO est un gaz toxique.
Cela nous a amenés à nous demander si ce matériau pourrait aider à résoudre d’autres problèmes, tels que la pollution par l’oxyde d’azote, qui dépasse les limites légales dans l’air de nombreuses villes britanniques. La mauvaise qualité de l’air provenant des gaz d’échappement des véhicules coûte des dizaines de milliers de vies chaque année.
Nous avons découvert que non seulement la poudre peut nettoyer simultanément les émissions de CO et d’oxyde d’azote, mais qu’elle peut convertir le dioxyde d’azote (NO₂, un gaz nocif spécifiquement réglementé) en azote moléculaire inoffensif (N₂) et en eau à température ambiante.
Les catalyseurs de traitement des émissions d’oxydes d’azote (NOx) installés dans les véhicules diesel modernes ne fonctionnent qu’à des températures d’échappement supérieures à 150°C. Même si votre voiture utilise un fluide additif pour réduire les émissions d’oxyde d’azote, il est peu probable qu’il fonctionne en conduisant lentement lorsque l’échappement est plus froid. C’est à ce moment que les véhicules émettent le plus de NO₂ – souvent dans les embouteillages où l’air le plus pollué peut s’accumuler.
Lorsque le réseau électrique est décarboné et suffisamment robuste pour recharger des millions de véhicules électriques, les convertisseurs catalytiques capables d’éliminer les oxydes d’azote peuvent encore être importants. Par exemple, le combustible gaz naturel des fours industriels sera probablement remplacé par de l’hydrogène.
Contrairement aux bus et aux voitures fonctionnant à l’hydrogène, qui produisent de l’énergie via une réaction dans une pile à combustible, les applications plus importantes telles que les fours dans les aciéries brûleront directement l’hydrogène. Cette combustion à haute température transformera l’azote moléculaire de l’air en pollution par les oxydes d’azote, qu’il faudra éliminer.
C’est pourquoi nous sommes ravis de développer un prototype de convertisseur d’émissions qui peut fonctionner dans la plupart des situations, avec le potentiel de réduire radicalement les émissions toxiques des moteurs à combustion et d’autres sources à l’avenir.
Cet article d’Alexander James, chercheur en chimie atmosphérique, Université de Leeds, est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article d’origine.
