2016 Fiscal Year Research-status Report
ハニカム流路フィルター壁内バイパス流による能動的スス捕集と低温酸化その場計測
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16K18027
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 真季 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 研究機関研究員 (70708510)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | DPF / PM / PM堆積 / 数値計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度に予定していた実験計画を変更し、ディーゼル微粒子フィルター(Diesel Particulate Filter: DPF)の設計を目的とした数値計算の有益性を重視して研究を行った。
粒子状物質(Particuleta matter: PM) のほとんどは DPF の表面空孔で捕集されその際の圧力損失上昇率が一番高くなる。圧力損失の 上昇を抑えるために、最近では DPF 製造技術の向上に伴い、壁面や孔形状の最適化手法の確率が求め られている。主にPM堆積の際に圧力損失の上昇を抑え、堆積量が多くなる新規 DPFの設計を試みた。
表面空孔が圧力損失の上昇において主要な因子であることから、その形状や深さによる圧力損失の挙動の解析、さらには設計指針の提案を考えた。DPF設計のための表面空孔の深さ、形状とPM堆積量、圧力損失の関係を示すモデル式を導き、実機を想定した数値比較によって形状の影響を考察できた。その結果、圧力損失の上昇は表面空孔内のPM堆積量以上に表面空孔形状に依存することがわかった。すなわち表面空孔形状を知れば、圧力損失の見積もりができ、その時の全PM量も評価できることを原理的に示した。
定量的な評価については、実ハニカム材の形状トレースに基づいたモデル化必要であると考えられ、今後の課題である。また、低温かつ均一に堆積したPMを酸化させるための触媒の担持位置を決めることによって、DPF全体の設計となるため、触媒とPMの反応メカニズムを解く必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
提案した研究計画のPM堆積について、既存のDPFを用いいるのではなく、現在の要求に合ったDPFの設計指針を立てることが重要と判断し、研究内容を変更し基礎解明を重視した。そのため、モデル化に時間がかかり、研究が予定よりやや遅れた。
また産前産後休暇を取得し研究内容を変更したため、研究成果が論文や学会にて発表できなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
1)DPFのフィルター全体の設計を行うため、数値計算によるPM堆積過程及び酸化過程のモデル化を完成させる。堆積過程についてはPMの堆積過程をPMの凝集過程を取り入れモデルを構築する。酸化過程においては低温および均一にPMを酸化するための触媒担持位置の検討を行うため、触媒とPMの酸化反応のモデル化を行う。
2)TEMを用いて、触媒とPMの酸化反応経路を明確にする。PM の低温酸化を行うためには触媒を有効的に使用する必要がある。触媒(例えばCeO2 や ZrO2)を担持させた場合、低温酸化か可能であることは分かっている。しかし、この反応は、触媒と PM (固体)と気相での三相界面にて起こることが予想され、理解が容易ではない。そのため、双方固体である PM の固体燃料(スス)と固体触媒の酸化反応に対する評価方法の確立を行う。
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| Causes of Carryover |
産休を取得したため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成３０年度は、平成２８年度に計画したフィルター壁の流れの可視化を行うとともに、平成２８年度および平成２９年度に得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行う。
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Research Products
(1 results)
