Traitement du NO, NO2 et CO en présence d’eau : de la modélisation moléculaire au procédé

Le travail présenté vise à déterminer un matériau sélectif pour l'adsorption de NO, NO2 (NOx) et CO en présence d'eau. La méthodologie utilisée s'articule autour de trois aspects clés : (1) une sélection de plusieurs adsorbants à l'aide de calculs thermodynamiques issus de la modélisation moléculaire, (2) la synthèse et la caractérisation du matériau le plus prometteur, et (3) l'évaluation de son potentiel d'adsorption grâce aux isothermes d’adsorption et aux courbes de percée afin de proposer une conception de procédé. La zéolithe Faujasite Y partiellement échangée au nickel est apparue comme un candidat sérieux pour la purification des gaz chargés de NOx et en CO en présence d'eau, offrant en outre la possibilité d'une réutilisation.
En effet, les sites du nickel se sont révélés être privilégiés lors de l'adsorption à faible concentration. Pour autant, les expériences dynamiques ont révélé des profils subtils avec de multiples cas de roll-up et de variation de pente des courbes de percées, indiquant des phénomènes importants de physisorption et de chimisorption compétitives entre les espèces. L'eau apparaît comme la molécule de gaz présentant la plus grande affinité. Enfin, NiNaY FAU peut être régénéré et réutilisé. En effet, son énergie d'adsorption est suffisamment élevée pour piéger les NOx et le CO et suffisamment faible pour désorber les gaz à température modérée. Enfin, un premier calcul montre que moins de 7 kg de cette zéolithe suffiraient à traiter les émissions de NOx d'un véhicule non routier de 19 kW.