| Project/Area Number |
19K15225
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
Nitta Yoshifuru 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50608627)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 触媒 / 排気後処理 / 代替燃料 / メタン / 吸着 / ガスエンジン / メタンスリップ / Pd触媒 / CO吸着 / 活性点評価 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，環境負荷を大幅に低減するガスエンジンが注目されており，現在，舶用の高・中速ガスエンジンは，リーンバーンガスエンジンが採用されているが，温室効果の高い未燃メタンを排出するメタンスリップの課題がある。これに対応する排ガス後処理技術の一つとして，酸化能力の高いパラジウム(Pd)を用いた酸化触媒の研究開発が進められている。Pd触媒は，メタン酸化性能高いものの，排ガス中水分によりメタン酸化反応が阻害され性能低下を引き起こす問題がある。
本研究は，舶用ガスエンジンのメタンスリップ後処理触媒の利用技術確立に向け，排ガス中水分排ガス温度及び雰囲気下におけるPd触媒の新しい活性点評価法を確立する。
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| Outline of Final Research Achievements |
To develop to use of oxidation catalysts to reduce CH4 the exhaust of marine gas engines, this study aims to establish an evaluation method of active site on Pd catalysts under exhaust gas temperature and atmosphere. The applicant developed a method to evaluate the amount of active sites for CH4 oxidation reaction by measuring the volume of CO chemisorbed on the active sites of Pd catalysts, and constructed a dynamic evaluation system of CO adsorption to investigate this experimentally.
By Using this system, the volume of CO adsorbed on Pd catalysts with different Pd loadings was evaluated in the temperature range of 250-450 °C, which is representative of gas engine exhaust. It was found that the CH4 oxidation performance as well as the volume of CO adsorbed at the same temperature were increased with increasing the Pd loading.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで，排気温度下にある触媒の活性点量を実験的に評価した事例は見当たらない。本研究で開発した動的CO吸着量評価装置は，250-450℃までのガスエンジン排気を代表する温度域にある触媒の活性点量を評価するために，新たに開発したものである。本研究の結果，実排気温度下においてもPd担持量が多いほど，同じ温度における活性点量も多くなることが示された。本手法は，CH4酸化性能の高いPd触媒開発や排気後処理装置に搭載したPd触媒の維持管理のための運用方法開発などに応用する可能性があると考える。
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