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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'ammoniaca si è affermata come combustibile che, bruciato, emette pochi gas serra, ed è per questo che il settore della navigazione la sta guardando con attenzione. I suoi gas di scarico sono un'altra questione. Al Korea Institute of Energy Research (KIER), un team guidato da Sun-Mi Hwang ha sviluppato catalizzatori che, nei test di laboratorio, rimuovono circa il 99% degli inquinanti mirati da quei gas di scarico.
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.
Il problema è ciò che esce dal camino. La combustione dell'ammoniaca produce ossidi di azoto (NOx), ammoniaca incombusta e protossido di azoto (N2O), un gas serra il cui potenziale di riscaldamento globale è circa 300 volte quello dell'anidride carbonica (CO2). Le navi diesel usano già catalizzatori che trattano i soli ossidi di azoto. Le navi ad ammoniaca hanno bisogno di catalizzatori separati e di attrezzature supplementari per il resto, che sottraggono spazio a bordo e fanno salire i costi di installazione. Il team la considera la principale barriera alla commercializzazione.
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.
Il catalizzatore ibrido del team rimuove insieme ossidi di azoto e ammoniaca incombusta, con un unico strato catalitico che decompone entrambi con un'efficienza di circa il 99%. Costa almeno l'80% in meno delle alternative esistenti a base di metalli nobili, e l'uso di catalizzatore può essere ridotto fino al 50%. Il secondo catalizzatore prende di mira il protossido di azoto e opera a 350 °C, la temperatura effettiva dei gas di scarico delle navi e circa 100 °C in meno rispetto ai catalizzatori commerciali convenzionali, che secondo il team superano i 450 °C. Decompone il protossido di azoto con un'efficienza superiore al 99% e non richiede agenti riducenti esterni.
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.
Per un armatore, il vantaggio sta nello spazio, nel peso e nel denaro. Il team afferma che entrambi i catalizzatori possono essere integrati direttamente nei sistemi di trattamento dei gas di scarico già presenti sulle navi diesel, cosa che, a suo avviso, accelererà la commercializzazione. Si tratta di un'aspettativa, non di una scadenza: il passo successivo sono le dimostrazioni su scala pilota sui sistemi motore alimentati ad ammoniaca, e il team non ne indica una data.
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.
I dati provengono dai test di reazione catalitica condotti dal team stesso, pubblicati su Applied Catalysis B: Environment and Energy. Devono ancora essere verificati su un motore in funzione. Hwang definisce i catalizzatori una svolta contro «la barriera più formidabile per la navigazione ad ammoniaca», un'affermazione che sarà messa alla prova una volta usciti dal laboratorio.