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その場分析による自動車排ガス浄化触媒の動的挙動解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K14055
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
研究機関京都大学

研究代表者

朝倉 博行  京都大学, 実験と理論計算科学のインタープレイによる触媒・電池の元素戦略研究拠点ユニット, 特定講師 (40631974)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード自動車排ガス浄化触媒 / 三元触媒 / Operando / X線吸収分光 / XAS / 自動車触媒 / 遷移金属酸化物 / XAFS
研究成果の概要

自動車排ガス浄化触媒に利用されているロジウム,パラジウム,白金などの貴金属元素を汎用元素への置き換えることを目標に研究を進めた.様々な汎用金属元素の触媒活性を評価したところ,銅とニッケルを利用した触媒が比較的高い活性を示すことを見いだした.また,大型放射光施設SPring-8における触媒反応中のその場分析で,銅が共存することにより,ニッケルの状態が維持されることを見いだした.さらに鉄を第三成分として添加することでさらに活性が向上することを見いだした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

自動車排ガス浄化触媒にはロジウム,パラジウム,白金などの貴金属が利用されており,その使用量の削減が求められている.本研究では汎用金属元素である銅とニッケル,さらにこれに鉄を添加した触媒が比較的高い活性を示すことを見いだした.現段階では実用化されている貴金属触媒の活性には劣るものの,更なる改良を望まれる.また,大型放射光施設SPring-8における分析で,触媒反応条件下における活性金属種の変化を明らかにした.本分析手法は,自動車排ガス浄化触媒のみならず,様々な触媒の分析に利用可能である.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Self-regeneration of a Ni-Cu alloy catalyst during a three-way catalytic reaction2019

    • 著者名/発表者名
      H. Asakura, T. Onuki, S. Hosokawa, N. Takagi, S. Sakaki, K. Teramura, and T. Tanaka
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 21 号: 35 ページ: 18816-18822

    • DOI

      10.1039/c9cp01884k

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 自動車排ガス浄化触媒を志向したNi-Cu合金触媒の酸化還元挙動2020

    • 著者名/発表者名
      朝倉博行,細川三郎,寺村謙太郎,田中庸裕
    • 学会等名
      第33回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Redox behavior of Ni-Cu bimetallic alloy catalysts for automobile exhaust purification2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Asakura, Saburo Hosokawa, Kentaro Teramura, Nozomi Takagi, Shigeyoshi Sakaki, Tsunehiro Tanaka
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CuZn/Al2O3の三元触媒活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      切原麻帆・小貫哲雄・朝倉博行・細川 三郎・寺村謙太郎・田中庸裕
    • 学会等名
      第123回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Rh-Fe/Al2O3触媒中における Feの酸化還元挙動と三元触媒活性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      藤田京子・別府孝介・細川三郎・朝倉博行・寺村謙太郎・田中庸裕
    • 学会等名
      第123回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 二元系金属触媒の三元触媒活性2018

    • 著者名/発表者名
      切原麻帆, 小貫哲雄, 朝倉博行, 細川三郎, 寺村謙太郎, 田中庸裕
    • 学会等名
      第48回石油・石油化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 二元系金属触媒による三元触媒活性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      切原麻帆, 小貫哲雄, 朝倉博行, 細川三郎, 寺村謙太郎, 田中庸裕
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 二元系卑金属触媒における三元触媒活性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      切原麻帆, 小貫哲雄, 朝倉博行, 細川三郎, 寺村謙太郎, 田中庸裕
    • 学会等名
      第12回触媒道場
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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