コジェネレーションシステム用新規排ガス浄化触媒の開発

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16510055
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 岡崎 文保 北見工業大学, 工学部, 助教授 (10213927)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 多田 旭男 北見工業大学, 工学部, 教授 (60001327)
• Keywords: NO選択還元反応 / メタン / 酸化物 / アルミナ / 触媒使用様式 / 二段触媒 / 多段触媒 / 表面炭素種

Research Abstract

平成17年度はガスエンジン・コジェネシステム用排ガス浄化触媒について,助触媒成分,炭素種のキャラクタリゼーション,触媒使用様式の項目を検討した.ガスエンジンの燃料として最近,天然ガス(主成分メタン)が利用され始めている.排ガス中のNOを未燃メタンで選択的に還元する反応(CH_4-SCR)は理想的である.そこで還元剤としてメタンを使用した.
各種酸化物の中ではアルミナが高い活性を示し、アルミナに含まれる不純物によりその活性が異なることを報告した.そこで助触媒成分として遷移金属を添加した触媒を調製し,評価したところ銀、ニッケルを添加すると最大NO転化率(以下Cm)は向上し,Cmを示す反応温度(以下Tm)は50℃から100℃低温側へシフトした.C_2H_4で効果のあったコバルトはTmは50℃低温側へシフトしたが,Cmは低下した.
レーザーラマン分光分析の結果,アルミナ触媒表面には結晶質炭素とアモルファス状炭素が生成し,後者の方が生成量は多かった.続いてその炭素種にNO+O_2ガスを接触させたところ,アモルファス状炭素から順に消費されN_2を生成した.
Tmの異なる触媒を組み合わせることで,活性温度域を広げることが出来ると考え,ガスの流れに対し前段にAl_2O_3を,後段にNi/Al_2O_3を配置して活性試験を行ったところ,活性温度域はそれぞれの触媒単独の活性温度域を重ねたように広がった.また,前段にNO酸化触媒(例えばPt/Al_2O_3)を,後段にAl_2O_3を配置し、両触媒の間より還元剤を混合させたところ、Al_2O_3単独の活性よりも向上した.さらに触媒を多段に組み合わせても同様の効果が得られた.