2022 Fiscal Year Annual Research Report
ディーゼル微粒子フィルターへのPM堆積と低温酸化(ミクロ－マクロ)の研究
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20K04325
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 真季 名古屋大学, 工学研究科, 特任講師 (70708510)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 排ガス浄化処理 / PM酸化触媒 / 酸化セリウム / DPF / GPF / 粒子状物質 / 炭素粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在までにPM酸化用触媒は種々検討されているが，触媒内蔵DPFの設計指針に関して， PM堆積のマクロな観点から，PM燃焼時の触媒による低温酸化はCeO2系材料中の活性な酸素が活躍するミクロな観点を結びつけた研究はこれまでにない．PM燃焼触媒付DPFの構造最適化手法の開発を行うには，PM堆積とDPF内のPM燃焼触媒担持位置の関係を明らかにする必要がある．以上よりPM燃焼触媒を担持したフィルターの構造最適化手法の構築を行うためにディーゼル微粒子フィルターのミクロからマクロレベルのPM堆積と低温酸化現象解明を以下の順序で行った．
1.堆積と酸化の現象解明
2.堆積と酸化のモデル構築
3.2.のモデルを用いた構造最適化
2022年度は，触媒付きDPFのPM酸化性能の評価には，高活性な粉末状の触媒をDPF基材を用意し触媒をコートさせた後にPMを付着させ，DPFを高温維持させる実験が必要である．しかし，実験コストや触媒担持技術が容易ではないため，触媒付きDPFのPM酸化性能に関する詳細な検証や評価が行われた研究は少ない．活性な粉末触媒を担持したDPFの性能を予測するため，触媒付きDPFのPM浄化性能の評価を行うモデルの構築が必要である．本研究では，粉末状態のCeO2を用いたPM酸化性能の評価に関して，CeO2触媒をコートしたDPFのPM浄化性能の予測を行い，ナノ粉末触媒からDPF全体の挙動までの一連を数値化が可能なモデル作成（コンバータモデル）を目的とした．PM除去の熱重量測定（Thermogravimetry : TG）曲線を反応速度論から解析したPM酸化反応の頻度因子を評価し，換算式の妥当性を評価した．さらに CeO2とPMの接触状態の違いに着目し，CeO2粉末を用いた実験とCeO2触媒を焼結もしくは基板コートさせDPF内部のPM酸化反応を模擬した実験を比較し，換算法の妥当性を確認した．
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Research Products
(5 results)
