| 研究課題/領域番号 |
20K04325
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
中村 真季 名古屋大学, 工学研究科, 特任講師 (70708510)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
|
|---|
| キーワード | ディーゼル微粒子フィルター / ガソリン微粒子フィルター / PM酸化触媒 / 酸化セリウム / 一次元モデル / 排ガス浄化処理 / DPF / GPF / 粒子状物質 / 炭素粒子 / PM堆積 / PM酸化 / PM / ディーゼル微粒子フィルタ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
反応科学超高圧走査透過電子顕微鏡および走査型電子顕微鏡を用いたPMの酸化反応機構の原子レベルの可視化とデジタルマイクロスコープを実機レベルの可視化を行い，固体燃料(PM)・固体触媒・気相の三相界面におけるPM酸化反応評価方法の確立を行う．また，PM堆積および燃焼現象のメカニズムを数値計算にて解明しDPF全体のPM堆積燃焼のモデルを構築する．さらに実験結果を用いて上記のモデルを補完し，DPF全体におけるPM堆積と酸化反応のモデル化を行う．以上の研究を通じたDPFの構造最適化により，300℃台の低温排ガスによるPMの触媒酸化を実現し，PM堆積時の圧力損失と再生時の燃料悪化を大幅に低減させる．
|
| 研究成果の概要 |
微粒子フィルターの内部の解明を行った。粒子状物質(PM)がディーゼル微粒子フィルター(DPF)壁面に一様に堆積した後のDPFの流入部でのガス流速分布の計算を市販ソフトを利用して行なった結果を１次元シミュレーションに取り入れた。さらにPM燃焼過程においては、PM酸化触媒(CeO2)作用によるPM燃焼の詳細な実験結果を考慮した再生現象のモデル化を実施した．
昨今ガソリンエンジンから排出されるPMの排出規制も鑑みてガソリン微粒子フィルター(GPF）に流入する排ガスの条件が複雑に変動した場合のPM堆積酸化挙動を研究し，触媒性能評価および触媒活性依存を示唆した。その結果からPM燃焼に最適な条件を提示した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
大気汚染や地球温暖化の要因となる排ガス浄化処理の一部として，排ガス中に含まれる粒子状物質(PM, 主成分が炭素)の排出を抑制するフィルターの研究を行った。ディーゼル/ガソリン微粒子フィルター(DPF/GPF)が複雑であることから，実験においてその内部現象を明らかにすることは容易ではない。そのためDPF/GPFの内部現象を本研究で構築した簡易モデルを用いて解析した。今後実験結果と計算結果の比較検証は必要となるものの、部分的な実験結果をモデルに導入し整合性を検証できつつあることから、DPF/GPFの内部現象を示しつつある。これらの成果は触媒の検討を含むDPF/GPFの設計・構築へ貢献できる。
|
