Reduce el uso de metales
preciosos un 20% y su innovador diseño reduce el volumen otro 20%.
Es el primer catalizador del
mundo con sustrato FLAD® moldeado íntegramente
Toyota Motor Corporation (TMC)
anuncia la comercialización de un nuevo catalizador que utiliza un 20% menos de
metales preciosos y tiene un volumen alrededor del 20% inferior, manteniendo el
mismo rendimiento de purificación de los gases de escape. Es el primer
catalizador del mundo¹ con sustrato de celdas de flujo ajustable ―Flow
Adjustable Design Cell (FLAD®)― moldeado íntegramente², con una sección de
distinta área en la parte interior que en la parte exterior.
La innovación en el diseño y
las tecnologías de fabricación han hecho posible la producción en serie del
nuevo catalizador, que se irá instalando progresivamente en nuevos modelos,
empezando por el Lexus LC 500h este mismo año.
El creciente uso de metales
preciosos catalíticos para limpiar los gases de escape y reducir la
contaminación presenta muchos problemas, como el mayor coste y el agotamiento
de los recursos. Toyota ha realizado una extensa labor de investigación y
desarrollo para buscar soluciones que ayuden a mejorar la eficiencia purificadora
de los metales preciosos catalíticos, como por ejemplo dar con la forma y
longitud óptimas del sustrato, así como modificar el grosor y el área de la
sección de las paredes de las celdas.
Otras actividades de I+D han
sido el revestimiento selectivo con metales preciosos y otros materiales
catalíticos, y también cambiar la densidad de celdas del sustrato catalizador
en línea con el caudal del gas de escape.
Toyota y Denso Corporation han
desarrollado este nuevo sustrato FLAD® para que el caudal de los gases de
escape sea más uniforme. Mediante una serie de validaciones realizadas a partir
de simulaciones y prototipos de sustratos, ambas compañías han conseguido
mejorar la uniformidad del caudal del gas de escape por el interior del
catalizador, optimizando factores como las proporciones de las áreas de la
sección de las celdas en las partes interior y exterior, y sus correspondientes
densidades.
Así, gracias a este
desarrollo, se utiliza aproximadamente un 20% menos de metales preciosos en un
catalizador más compacto -- tiene un volumen alrededor del 20% inferior -- ,
manteniendo el mismo rendimiento de purificación de los gases de escape que los
catalizadores convencionales. Esta gran innovación en el diseño y las
tecnologías de fabricación también ha hecho posible la producción en serie del
primer catalizador del mundo moldeado íntegramente¹.
Actualmente, el sustrato usado
con más frecuencia en catalizadores de purificación de gases de escape para
motores de gasolina está hecho de cerámica (cordierita), que presenta una
estructura de panal de abeja formado por celdas cuadradas o hexagonales. Las
paredes de las celdas de este sustrato están revestidas de materiales
catalíticos, como platino (Pt), rodio (Rh), paladio (Pd) y otros metales
preciosos. El resultado es un efecto catalítico, por el que, mediante la
reducción de la oxidación, se purifican los gases de escape nocivos, como el
monóxido de carbono (CO), los hidrocarburos no quemados (HC) y el óxido de
nitrógeno (NOx), para que sus emisiones sean seguras.
Mientras que los catalizadores
convencionales tienen una área de sección uniforme, el sustrato FLAD® de nuevo
desarrollo presenta una estructura con un área de sección de las celdas
distinta entre la parte interior y la parte exterior. Toyota ha conseguido
producir en serie ese sustrato con el primer diseño y tecnología de fabricación
del mundo que permite moldear el catalizador íntegramente.
El caudal uniforme de los
gases de escape por el catalizador instalado en el tubo de escape hace que el
revestimiento de metales preciosos y otros materiales catalíticos purifiquen
eficazmente los gases de escape. Sin embargo, el uso de sustratos
convencionales con un área de sección de celdas uniforme da lugar a un caudal
no equilibrado de los gases de escape, porque el gas fluye por la parte
interior del catalizador a más velocidad y con un caudal superior al de la
parte exterior.
Como consecuencia, en la parte
interior del catalizador, donde el caudal es superior, se requieren más metales
preciosos catalíticos para mantener el nivel de purificación. Las tecnologías
actuales de revestimiento de materiales catalíticos requieren revestir igual
todas las paredes de las celdas durante el proceso, de modo que las partes del
catalizador con menor caudal de gases de escape están revestidos con la misma
cantidad de metales preciosos catalíticos que las partes con un caudal
superior.
De cara al futuro, Toyota
sigue apostando por colaborar activamente con las empresas del grupo, y socios
comerciales relacionados, para desarrollar aún más las tecnologías de
catalizadores necesarias para conseguir un gas de escape más limpio con un
menor uso de metales preciosos.
¹ A fecha enero 2017, según
estudios de Toyota.
² Flow Adjustable Designed
Cell (FLAD) es una marca registrada de Denso Corporation. Este sustrato
catalizador de nuevo diseño presenta un área de sección de las celdas distinta
entre la parte interior y la parte exterior.
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