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ラディアル構造化プラズマ支援脱硫フィルターによるゼロエミッションディーゼルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00595
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境技術・環境負荷低減
研究機関金沢大学

研究代表者

大坂 侑吾  金沢大学, 機械工学系, 准教授 (70586297)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード大気圧非平衡プラズマ / 排ガス浄化 / 乾式脱硫 / ゼロエミッション / 大気圧非平衡プラスマ / MnO2フィルター / 大気圧非平衡プラズマ支援 / MnO2 / ゼロエミッションフィルター / 二酸化マンガン / 無基材フィルター / ラディアル構造 / ラディアルネットワーク
研究成果の概要

ディーゼルエンジンはガソリンエンジンに比べて,燃費が良く,CO2排出量が少ないため内燃機関として普及が進められている.しか し,燃焼機構の特徴から窒素酸化物 NOx や硫黄酸化物 SOx を排出してしまう問題が挙げられる.これまでMnO2を担持した脱硫フィルターを用いて移動体搭載に向けたSOx浄化技術の確立を目指してきた.浄化性能向上に向けて排ガスに大気圧非平衡プラズマを重畳させることで生成される非平衡反応 場を応用した浄化プロセスを提案した.結果として,大気圧非平衡プラズマを反応部上流に重曹してガス改質することでSO2捕集能力は向上することを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,内燃機関として船舶などで幅広く使用されているディーゼルエンジンから排出される有害物質(特にNOx, SOx)のゼロエミッション化を目指した浄化フィルターの高性能化への研究である.非平衡プラズマを重畳させることにより生成する,非平衡反応場を用いることで,低温度域で高い排ガス浄化性能を達成させると同時に,有害物として排出されていた硫黄酸化物を回収し再利用する硫黄循環社会の構築を目指した.様々な非平衡反応場を創出させ,排ガス浄化性能の向上指針を検討した結果,反応場上流に非平衡プラズマを重畳させ,ガス成分を改質させることが高い浄化性能を発現することを明確にした.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] 中国科学院広州能源研究所(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Improvement of dry desulfurization performance using activated calcium carbonate by amorphous citric acid complex method for diesel gas purification2020

    • 著者名/発表者名
      Yugo Osaka; Takuya Tsujiguchi; Akio Kodama; Hongyu Huang
    • 雑誌名

      Journal of Material Cycles and Waste Management

      巻: 22 号: 2 ページ: 470-478

    • DOI

      10.1007/s10163-019-00942-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of various manganese dioxide composites and their desulfurization performance2020

    • 著者名/発表者名
      Xing Li, Yugo Osaka, Lintao Chen, Lisheng Deng, Hongyu Huang
    • 雑誌名

      Journal of the Energy Institute

      巻: online 号: 4 ページ: 1495-1502

    • DOI

      10.1016/j.joei.2020.01.011

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic study on exhaust gas purification by utilizing plasma assisted MnO2 filter for zero-emission diesel2019

    • 著者名/発表者名
      Yugo Osaka, Kentaro Iwai, Takuya Tsujiguchi, Akio Kodama, Xing Li, Hongyu Huang
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 215 ページ: 108-114

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2018.12.077

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The influence of exhaust gas compositions in MnO2 dry DeSOx filter for diesel emission control2019

    • 著者名/発表者名
      Yugo Osaka, Kentaro Iwai, Takuya Tsujiguchi, Akio Kodama, Hongyu Huang
    • 雑誌名

      Environmental Technology

      巻: 55 号: 26 ページ: 3493-3499

    • DOI

      10.1080/09593330.2019.1614095

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The influence of exhaust gas compositions in MnO2 dry DeSOx filter for diesel emission control2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Osaka, K. Iwai, T. Tsujiguchi, A. Kodama. H. Huang
    • 雑誌名

      Environmental Technology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Study on desulfurization performance of MnO2-based activated carbon from waste coconut shell for diesel emissions control2018

    • 著者名/発表者名
      X. Liu, L. Liu, Y. Osaka, H. Huang, Z. He, T. Bai, S. Li, J. Li and Huhetaoli
    • 雑誌名

      Journal of Material Cycles and Waste Managemen

      巻: 1 号: 3 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1007/s10163-018-0710-0

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 二酸化マンガンを用いた同時脱硫脱硝とプラズマ支援による性能向上に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      岩井健太郎,大坂侑吾,児玉昭雄,辻口拓也
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Basic study on exhaust gas purification by utilizing plasma assisted MnO2 filter for zero-emission diesel2017

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, Y. Osaka, T. Tsujiguchi, A. Kodama, H. Huang
    • 学会等名
      Asian Pacific Conference of Chemical engineering 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on improvement of desulfurization performance in low-temperature by MnO2 particles embedded in Carbon Nano fiber2017

    • 著者名/発表者名
      R. Saito, Y. Osaka, T. Tsujiguchi, A. Kodama, H. Huang
    • 学会等名
      Asian Pacific Conference of Chemical engineering 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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