触媒付フィルターによるディーゼル自動車排ガス中粒子状物質の捕集と低温除去の研究

• Project/Area Number: 18J40246
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Thermal engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 中村 真季 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特別研究員(RPD) (70708510)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: DPF / PM堆積 / PM燃焼 / ディーゼル車排ガス / PM再生

Outline of Annual Research Achievements

PM堆積メカニズムのモデル化およびPMと触媒の反応(数値計算モデル構築)．
DPF内のPM堆積・再生過程の実際はDPFの構造上可視化が難しいという現状を考慮し，これらの変化を数値計算により明らかにすることを試みた．DPF内でPM分布等の関係について，触媒付DPFを想定したフィルター内でのPM付着と再生過程を定量的に予測することはこれまで検討されていない．とくに一連の繰り返し堆積―再生過程でDPF内のPM分布とその変化を観測することはDPF設計手法において現状では不十分であると考えられる．すなわち，本研究はDPF内に堆積するPMの堆積・強制再生のモデル化と条件最適化をめざした検討を行った．とくに，DPF内でPMの堆積－酸化浄化を繰返す場合で，流入口と流出口からPM堆積分布や酸化挙動のモデル化を行い，入出口の圧力の差や全体圧損の時間変化を検討し，強制再生を行うタイミングを示唆することを目的とし，PM堆積－再生過程におけるDPF内のPM分布の挙動を推定するための数値計算手法を提案した．このモデルを用いて以下三つの結果を得た．
1) PM堆積・酸化シミュレーション -PM分布に関する研究(第1報)-（学会発表１件、論文発表1報)
2) PM堆積・酸化シミュレーション -DPF内熱解析に関する研究(第2報)-（学会発表１件、論文発表1報)
3) PM堆積・酸化シミュレーション -DPF形状依存性 (第3報)-（学会発表１件、論文投稿中)
本研究で検討した計算手法を用いれば，DPFの形状を変化させた上で定性的に検討をすることが可能となり，DPFの最適設計化に役立てることができる．

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Soot-combustion catalyst of Pd/ZrO2 composites prepared from Zr65Pd35 amorphous alloy by oxidation treatment (2020)
  • Author(s): Masakuni Ozawa, Atsuhiko Masuda , Maki Nakamura, Masatomo Hattori Hidemi Kato and Shin-ichi Yamamura
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 59
  • NAID: 210000157150
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] PM Trapping and Oxidation in Diesel Particulate Filter with Catalyst by Numerical Calculation of One-dimensional Model (2020)
  • Author(s): 中村真季，横田幸治，小澤正邦
  • Journal Title: Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan Volume: 51 Issue: 2 Pages: 238-243
  • DOI: 10.11351/jsaeronbun.51.238
  • NAID: 130007797753
  • ISSN: 0287-8321, 1883-0811
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Numerical Calculation of PM Trapping and Oxidation of Diesel Particulate Filter – Thermal Analysis in the DPF (Second Report) (2020)
  • Author(s): 中村真季，横田幸治，服部将朋, 小澤正邦
  • Journal Title: Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan Volume: 51 Issue: 2 Pages: 274-279
  • DOI: 10.11351/jsaeronbun.51.274
  • NAID: 130007797759
  • ISSN: 0287-8321, 1883-0811
• [Journal Article] Phenomena of PM deposition and oxidation in the diesel particulate filter (2019)
  • Author(s): Maki Nakamura and Masakuni Ozawa
  • Journal Title: SAE International in United States Volume: 2019JSAE/SAEP, F and L
  • DOI: 10.4271/2019-01-2288
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Surface Cavity Shape on PM Deposition and Pressure Drop in DPF Porous Material (2018)
  • Author(s): 中村真季,小沢正邦
  • Journal Title: Journal of the Society of Materials Science, Japan Volume: 67 Issue: 5 Pages: 562-567
  • DOI: 10.2472/jsms.67.562
  • NAID: 130006742923
  • ISSN: 0514-5163, 1880-7488
  • Year and Date: 2018-05-15
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 触媒付きフィルターによるディーゼル車排ガス中粒子状物質の高効率捕集と低温除去 (2020)
  • Author(s): 中村真季
  • Organizer: 国際的高度人材育成ライフイノベーションマテリアル創製 共同研究プロジェクト第4回公開討論会
  • Invited
• [Presentation] 触媒付ディーゼル微粒子フィルターのPM堆積・酸化シミュレーション-DPF内熱解析(第二報) (2019)
  • Author(s): 中村真季，横田幸治，服部将朋，小澤正邦
  • Organizer: 自動車技術会2019秋季大会
• [Presentation] 触媒付ディーゼル微粒子フィルターのPM堆積・酸化 (2019)
  • Author(s): 中村真季，横田幸治，小澤正邦
  • Organizer: 自動車技術会2019春季大会
• [Presentation] Phenomena of PM deposition and oxidation in the diesel particulate filter (2019)
  • Author(s): Maki Nakamura and Masakuni Ozawa
  • Organizer: 2019 JSAE/SAE Powertrains
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 触媒付フィルターによるディーゼル自動車排ガス中粒子状物質の捕集と低温除去の研究 (2019)
  • Author(s): 中村真季
  • Organizer: 令和元年度特別研究員-RPD研究交流会
  • Invited
• [Presentation] Formation of Metallic Glass Derived Pd-Nanophase Dispersed Composite and Its Catalytic Behavior (2019)
  • Author(s): Atsuhiko Masuda, Maki Nakamura, Masatomo Hattori, Masakuni Ozawa, Shin-ichi Yamamura and Hidemi Kato
  • Organizer: ISPlasma/IC-PLANTS2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Surface Cavity Shape and Pressure Drop by Soot Deposition in model DPF filter (2018)
  • Author(s): Maki Nakamura, Masakuni Ozawa,
  • Organizer: 3st International Conference of Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development