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Ammonia has emerged as a fuel that emits little greenhouse gas when burned, which is why shipping is looking at it. Its exhaust is another matter. At the Korea Institute of Energy Research (KIER), a team led by Dr. Sun-Mi Hwang has developed catalysts that, in lab tests, remove about 99% of the targeted pollutants from that exhaust.
L'ammoniac s'est imposé comme un carburant qui émet peu de gaz à effet de serre lorsqu'il brûle, c'est pourquoi le transport maritime s'y intéresse. Ses gaz d'échappement sont une autre affaire. À l'Institut coréen de recherche sur l'énergie (KIER), une équipe dirigée par le Dr Sun-Mi Hwang a mis au point des catalyseurs qui, lors de tests en laboratoire, éliminent environ 99 % des polluants visés de ces gaz.
The problem is what leaves the stack. Burning ammonia produces nitrogen oxides (NOx), unburned ammonia and nitrous oxide (N2O), a greenhouse gas with a warming potential roughly 300 times that of carbon dioxide (CO2). Diesel ships already use catalysts that treat nitrogen oxides alone. Ammonia ships need separate catalysts and extra equipment for the rest, which takes up space on board and raises installation costs. The team calls this the primary barrier to commercialization.
Le problème, c'est ce qui sort de la cheminée. La combustion de l'ammoniac produit des oxydes d'azote (NOx), de l'ammoniac non brûlé et du protoxyde d'azote (N2O), un gaz à effet de serre dont le pouvoir de réchauffement global est environ 300 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone (CO2). Les navires diesel utilisent déjà des catalyseurs qui ne traitent que les oxydes d'azote. Les navires à ammoniac ont besoin de catalyseurs séparés et d'équipements supplémentaires pour le reste, ce qui prend de la place à bord et augmente les coûts d'installation. L'équipe y voit le principal obstacle à la commercialisation.
The team's hybrid catalyst removes nitrogen oxides and unburned ammonia together, with a single catalyst layer that decomposes both at about 99% efficiency. It is at least 80% less costly than existing noble-metal alternatives, and catalyst use can be reduced by up to 50%. The second catalyst targets nitrous oxide and operates at 350 °C, the actual temperature of ship exhaust and about 100 °C below conventional commercial catalysts, which the team says exceed 450 °C. It decomposes nitrous oxide with over 99% efficiency and needs no external reducing agent.
Le catalyseur hybride de l'équipe élimine ensemble les oxydes d'azote et l'ammoniac non brûlé, grâce à une couche de catalyseur unique qui décompose les deux avec une efficacité d'environ 99 %. Il coûte au moins 80 % de moins que les alternatives existantes à base de métaux nobles, et la quantité de catalyseur peut être réduite jusqu'à 50 %. Le second catalyseur cible le protoxyde d'azote et fonctionne à 350 °C, soit la température réelle des gaz d'échappement des navires, et environ 100 °C de moins que les catalyseurs commerciaux classiques, qui, selon l'équipe, dépassent 450 °C. Il décompose le protoxyde d'azote avec une efficacité supérieure à 99 % et n'a besoin d'aucun agent réducteur externe.
For a shipowner, the gain is in space, weight and money. The team says both catalysts can be integrated directly into existing exhaust treatment systems on diesel ships, which it expects to speed commercialization. That is an expectation, not a schedule: the next step is pilot-scale demonstrations on ammonia-fueled engine systems, and the team gives no date for them.
Pour un armateur, le gain se mesure en espace, en poids et en argent. L'équipe affirme que les deux catalyseurs peuvent être intégrés directement aux systèmes de traitement des gaz d'échappement existants des navires diesel, ce qui, selon elle, accélérera la commercialisation. Il s'agit d'une espérance, pas d'un calendrier : l'étape suivante consiste en des démonstrations à l'échelle pilote sur des systèmes moteurs fonctionnant à l'ammoniac, et l'équipe ne donne aucune date pour celles-ci.
The figures come from the team's own catalytic reaction tests, published in Applied Catalysis B: Environment and Energy. They have yet to be checked on a running engine. Hwang calls the catalysts a breakthrough against "the most formidable barrier to ammonia-fueled shipping", a claim that will be tested once they leave the bench.
Les chiffres proviennent des propres tests de réaction catalytique de l'équipe, publiés dans Applied Catalysis B: Environment and Energy. Ils n'ont pas encore été vérifiés sur un moteur en fonctionnement. Hwang qualifie ces catalyseurs de percée face à « la barrière la plus redoutable pour le transport maritime à l'ammoniac », une affirmation qui devra être confirmée une fois ces catalyseurs sortis du laboratoire.