Un convertisseur catalytique qui oxyde simultanément le monoxyde de carbone (CO) et les hydrocarbures (HC) et réduit les oxydes d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement, fonctionnant efficacement à des rapports air/carburant proches de la stœchiométrie.

Principe

Fournir des sites actifs (généralement des métaux précieux) et une capacité de stockage/libération d'oxygène pour que les réactions rédox se déroulent simultanément lorsque le moteur maintient lambda ≈ 1 ; le catalyseur équilibre oxydation et réduction par tamponnement d'oxygène local.

Démonstration

Un moteur essence avec contrôle de carburant en boucle fermée maintient la stœchiométrie grâce à une sonde lambda en amont ; les gaz passent à travers un catalyseur trois voies monolithique revêtu de platine, palladium et rhodium, convertissant CO + HC en CO2/H2O et NOx en N2.

Mauvaise application

Installer un catalyseur trois voies sur un moteur diesel à combustion pauvre ou l'utiliser en présence d'oxygène en excès permanent ; le catalyseur ne réduit pas efficacement les NOx en conditions oxydantes et échouera à atteindre les objectifs de NOx.

Conséquence

Une utilisation correcte permet l'élimination simultanée de CO, HC et NOx dans un flux proche de la stœchiométrie, permettant aux véhicules essence de respecter des limites d'émission strictes avec un post‑traitement compact.

Inversion

Catalyseurs d'oxydation seuls ou systèmes SCR qui traitent les espèces en étapes distinctes ; un catalyseur d'oxydation pur ne réduit pas les NOx et le SCR nécessite un réducteur et une fenêtre de fonctionnement différente.

Limite

Efficace uniquement lorsque la chimie d'échappement est proche de la stœchiométrie et que les températures se situent dans la plage active du catalyseur ; non destiné à l'élimination des particules ni aux flux constamment pauvres sans gestion d'oxygène.

Tension sémantique

Souvent appelé simplement 'pot catalytique' ; le catalyseur trois voies est un type spécifique optimisé pour la réduction/oxydation simultanée de CO/HC/NOx en conditions stœchiométriques.

Synthèse

Le catalyseur trois voies est un catalyseur dépendant de la stœchiométrie qui, via des sites métalliques précieux et un tampon d'oxygène, couple réactions d'oxydation et de réduction pour éliminer simultanément CO, HC et NOx des gaz d'échappement des moteurs essence.