2021 Fiscal Year Annual Research Report
舶用エンジン排ガスにおけるPd酸化触媒の活性点評価法
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19K15225
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
新田 好古 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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| Keywords | ガスエンジン / メタンスリップ / Pd触媒 / 吸着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，舶用ガスエンジンの排気中CH4を除去する酸化触媒の利用技術確立に向け，排気中水分によるCH4酸化性能の低下メカニズムを明らかにすることを目的に，排気温度及び排気環境下におけるPd触媒の新しい活性点評価法の確立を目指すものである。
ガスエンジンの排気温度域(250-450℃)において，Pd触媒の性能と触媒活性点の関係を検討するため，Pd担持量の異なる触媒を用いて 水分10%の模擬排気におけるCH4転換率を測定したところ，Pd担持量が大きいほど同じ温度におけるCH4転換率が高いこと確認された。これらの触媒の排気温度における活性点量を評価するための評価モデルの考案及び動的CO吸着量評価装置の構築を行った。この結果， Pd触媒の活性点量のパラメータであるCO吸着量は，排気温度の増加に伴ないピークをもつこと，Pd担持量が大きいほど同じ温度におけるCO吸着量が増加する傾向が確認された。これらの結果は，同じ温度におけるCO吸着量が多いPd触媒の方が，活性点量が多く，高い性能が得られる関係があることを示しているものと考える。
さらに触媒担体種類が活性点量に与える影響を調査するため，Pd担持量が同等かつ触媒担体種類の異なる3種類のPd触媒を用意し，排気温度ごとの性能及びCO吸着量評価を行った。この結果，同じ排気温度における性能及びCO吸着量は，ともに，アルミナ，アルミナシリカ混合材，シリカの順に高いことが明らかになった。本研究の結果，Pd触媒の性能は，同じ排気温度における活性点量の高い触媒ほど高い性能が示された。このことから水分共存下においても活性点量を高く保てるPd触媒ほど，高い性能を発揮する可能性が高いものと推測される。本研究において開発したCO吸着量の動的評価装置は，舶用ガスエンジンの排気温度において，触媒の性能と活性点量を評価可能な新たな手法を確立したものと考える。
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