ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ

Το παρόν έργο,  με ακρωνύμιο CatEfDeNOx, αποτελεί μια Ελληνο-Κινέζικη σύμπραξη από 3 Ακαδημαϊκούς (Πολυτεχνείο Κρήτης, Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας και Πανεπιστήμιο Sichuan της Κίνας) και δυο επιχειρησιακούς (INTERGEO και SINOCAT) εταίρους, που διαθέτουν συμπληρωματική τεχνογνωσία, επιδεξιότητες και μακρόχρονη εμπειρία στους τομείς της κατάλυσης, των υλικών και του ελέγχου της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, με κοινό στόχο:

Να αναπτύξουν καινοτόμους νανο-δομημένους καταλύτες και διατάξεις για την αποτελεσματική και εκλεκτική ταυτόχρονη απομάκρυνση των ΝΟ_x, CO και υδρογονανθράκων από εκπομπές αυτοκινήτων παντός τύπου και μονάδων καύσης ορυκτών καυσίμων ή απορριμμάτων.

Αυτό θα επιτευχθεί με τον ορθολογικό σχεδιασμό/σύσταση καινοτόμων νανο-δομημένων καταλυτών με δυνατότητες να επιλύσουν τα προβλήματα που εμφανίζει η τρέχουσα τεχνολογία των καταλυτικών μετατροπέων των αυτοκινήτων τα οποία έγιναν ορατά με την εμπειρία ~40 ετών εφαρμογής της, και είναι: το σχετικά υψηλό κόστος τους υπό μη ικανοποιητικό χρόνο ζωής, η σύνθετη σύσταση τους (δύο ή τρία ευγενή μέταλλα: Pt, Rh, Pd) που τους καθιστά ακριβούς λόγω της αναγκαίας χρήσης του σπάνιου Rh, δύσκολα ανακυκλώσιμους, και τέλος όχι ικανοποιητικά εκλεκτικούς στην αναγωγή των ΝΟ_x με συνέπεια την παραγωγή του ανεπιθύμητου N₂O.

Με βάση πρόσφατα ερευνητικά μας επιτεύγματα, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι με χρήση προχωρημένων μεθόδων σύνθεσης μπορούμε να παράγουμε απλούς, μονομεταλλικούς καταλύτες Ir, χαμηλού φορτίου αλλά με εξέχουσα συμπεριφορά στον έλεγχο των εκπομπών. Σε αυτούς το νανο-δομημένο Ir (1-2 nm) πάνω σε ενεργούς φορείς (μικτά οξείδια δημητρίας ή περοβσκιτών) που θα του ρυθμίζουν την ηλεκτρονιακή κατάσταση θα καθίσταται εφικτή η ενίσχυση της καταλυτικής του συμπεριφοράς αλλά και της σταθερότητάς του (ακόμη και σε συνθήκες έντονης θερμοκρασιακής καταπόνησης όπως δείξαμε σε πρόσφατες δημοσιεύσεις μας) αποδίδοντας καταλυτικά συστήματα που θα πληρούν τους στόχους. Ένα επιπρόσθετο φαινόμενο συνέργιας μεταξύ Η2 και Η/Cs που παρατηρήσαμε πρόσφατα στην εκλεκτική αναγωγή των NO_x, θα χρησιμοποιηθεί επίσης όπου είναι εφαρμόσιμο με στόχο έτι αποδοτικότερα συστήματα.

Το έργο ανοίγει νέες προοπτικές εισόδου του Ir σε εφαρμογές ελέγχου καυσαερίων, ένα μέταλλο πολύ οικονομικότερο του Rh με εξέχουσες καταλυτικές ιδιότητες που παρέμεινα ανεκμετάλλευτες λόγω της υποβαθμισμένης σταθερότητάς του. Με την πρόσφατη ανακάλυψή μας στην σταθεροποίηση των νανο-δομών ευαίσθητων καταλυτών οι υπηρεσίες του εν λόγω μετάλλου στην προσπάθεια αποτελεσματικού έλεγχο ρυπογόνων εκπομπών επανέρχονται με πιθανά τεράστια οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη.

Το έργο περιλαμβάνει τον σχεδιασμό και την παραγωγή αυτών των ενισχυμένων ως προς την ενεργότητα/εκλεκτικότητα και σταθερότητα καταλυτών Ir, την συστηματική τους μελέτη σε αντιδράσεις μοντέλα που διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην κατάλυση ελέγχου εκπομπών, όπως οξείδωση CO, H/Cs και VOCs, εκλεκτική (σε περίσσεια Ο₂) αναγωγή των ΝΟ_x από CO, H/Cs ή Η₂, ώστε μετά την κατανόηση πολύπλοκων ετεροκαταλυτικών φαινομένων/μηχανισμών και προωθητικών/συνεργητικών αλληλεπιδράσεων, με σχεδιασμένα βήματα να προχωρήσουμε στην βελτιστοποίηση σύνθεσης και τέλος στην παραγωγή καταλυτικών διατάξεων εμπορικού μέγεθος και στη δοκιμή τους σε πραγματικές συνθήκες αυτοκινήτου και διεργασιών καύσης ορυκτών καυσίμων ή απορριμμάτων.