La catalisi svolge un ruolo di primaria importanza per quanto attiene al controllo delle emissioni degli NO x presenti nei gas combusti e alla compatibilità ambientale degli impianti termoelettrici quando viene richiesto di rispettare dei vincoli molto rigorosi. Lo sviluppo di nuove tecnologie è quindi determinato sia da esigenze sociali come, ad esempio, il miglioramento della qualità della vita e la tutela della salute che da necessità industriali legati prevalentemente all’affidabilità di funzionamento dei nuovi componenti e alla semplicità e all’economicità della loro gestione. Viene introdotto il concetto della Best Available Control Technology per la riduzione delle emissioni degli ossidi di azoto prodotte dalle attività umane e per dare un’idea della severità del loro controllo sono riportati i valori di riferimento in vigore nello stato della California in base all’area geografica e al tipo di applicazione. Si ricorda inoltre che in ambito europeo è già vigente la direttiva 96/61EC che impone l’obbligo di considerare le Best Available Techniques, anche se allo stato attuale non esistono ancora i documenti di riferimento per gli impianti di potenza di grossa taglia. Sono svolte concisamente delle considerazioni generali sulla dipendenza della produzione degli NO x dal tipo di combustibile e sulle tecnologie attualmente disponibili per il loro contenimento. La tecnologia più efficiente è il trattamento post combustione dei fumi basato sulla riduzione catalitica selettiva degli NO x con ammoniaca che in qualche caso è in grado di raggiungere un abbattimento del 95%, anche se il suo uso può avere alcune controindicazioni come, ad esempio, il rilascio di ammoniaca. Viene esaminata brevemente la situazione della ricerca italiana relativamente ai catalizzatori a base zeolitica e all’impiego degli idrocarburi come specie riducente e viene evidenziato che l’attività promossa dal CESI nell’ambito della Ricerca di Sistema in collaborazione con il Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali costituisce un riferimento importante per quanto attiene allo sviluppo di capacità tecnologiche competitive in ambito internazionale. Per fornire un quadro di riferimento vengono riportati dei risultati abbastanza recenti sul comportamento di alcune zeoliti della classe MFI nella riduzione selettiva degli NO x con idrocarburi allo scopo di evidenziare gli aspetti essenziali per lo sviluppo di questa tecnologia e di sottolineare che il suo progresso è strettamente legato alla conoscenza approfondita dei meccanismi che governano l’evoluzione del processo. Occorre infatti definire con certezza il ruolo svolto dai cationi metallici e l’influenza della struttura zeolitica sulla loro coordinazione e sulla configurazione elettronica. Nel caso delle zeoliti appartenenti alla classe MFI sembra infatti accertato che la struttura determini i siti occupati dai cationi metallici e la microporosità del catalizzatore. Questo risultato è, ad esempio, una conseguenza del fatto che il notevole adsorbimento di NO da parte di Cu-MFI con un valore relativamente basso del rapporto Si/Al è da attribuire all’elevata concentrazione dei siti acidi di Brønsted. La riduzione della sua capacità di adsorbimento, quando lo ione Cu 2+ è sovrascambiato, dipende invece dalla comparsa della fase CuO. Si esamina infine concisamente l’influenza della diffusione intercristallina delle specie gassose sulla riduzione catalitica selettiva degli NO x con idrocarburi poiché non si hanno elementi certi per escludere a priori l’eventualità che l’efficienza del catalizzatore sia determinata dal trasporto di massa. La

diffusione delle specie gassose è un processo molto lento poiché le dimensioni delle molecole possono avere lo stesso ordine di grandezza di quelle delle aperture dei canali. Sono stati caratterizzati con le tecniche SEM, XPS e del fisisorbimento di azoto a 77 K i campioni delle zeoliti Ag- Ce-ZSM-5, Co-ZSM-5, Fe-ZSM-5 e Co-FER che sono stati preparati dall’Università di Genova mediante la tecnica dello scambio ionico. Le osservazioni SEM hanno dimostrato che i microcristalli delle strutture ZSM-5 e FER hanno delle dimensioni uniformi e che la loro distribuzione nella matrice zeolitica non è regolare poiché i loro agglomerati racchiudono delle microcavità la cui estensione risulta abbastanza rilevante. Nel caso di Fe-ZSM-5 e Co-FER le analisi EDS hanno evidenziato la precipitazione di fasi contenenti rispettivamente ferro e cobalto, mentre per quanto riguarda Ag-Ce-ZSM-5 non è stato possibile rilevare la presenza del cerio. Le misure XPS hanno evidenziato che nella zeolite Fe-ZSM-5 sono presenti gli ioni Fe 3+ , come viene documentato dai due picchi a 710.1 eV e intorno a 725 eV che sono stati attribuiti al composto Fe 2 O 3 . Per quanto riguarda i catalizzatori Co- ZSM-5 e Co-FER la posizione del picco Co2p 3/2 consente di stabilire che gli ioni Co 2+ sono legati a due ossidrili, mentre in questa fase non è stato possibile stabilire la presenza di Co 3+ . Nel caso della zeolite Ag-Ce-ZSM-5 la mancanza del picco Ce3d 5/2 intorno 884 eV conferma fatto che non c’è stato alcuno scambio tra gli ioni Ce 3+ e NH 4 + . Nell’ambito della Ricerca di Sistema sul “Contenimento delle emissioni” è stata avviata in collaborazione con il Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali un’attività prevalentemente sperimentale volta alla preparazione di alcuni catalizzatori a base zeolitica, al controllo delle loro caratteristiche chimico-fisiche e alla valutazione dell’efficienza nella riduzione di NO con metano. I risultati di questa collaborazione, che aveva anche lo scopo di verificare la possibilità di creare delle sinergie tra i diversi gruppi italiani, attivi nel campo della catalisi ambientale, e il CESI per quanto attiene allo sviluppo e alla qualifica e all’applicazione industriale di questa tecnologia, sono illustrati nell’allegato 1.