| 研究課題/領域番号 |
20K05581
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
大坂 侑吾 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (70586297)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ゼロエミッションフィルター / 硫黄循環 / 超深度脱硫 / 複合金属酸化物 / 無基材構造化 / 酸化還元反応促進 / 大気圧非平衡プラズマ重畳 / 活性化二酸化マンガン / 大気圧非平衡プラス間 / ゼロエミッション / MnO2フィルター |
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| 研究開始時の研究の概要 |
除去技術が未確立な船舶など重油を使用したエンジン排ガスから放出される二酸化硫黄に着目し，その浄化法として金属酸化物を利用した脱硫フィルターの開発を目指す．低温度域での反応活性の向上とさらなる小型化が脱硫フィルターの開発課題である．低温での反応速度は酸化反応過程が速度を律しているとの予備検討から，ガス温度を上昇させず電子温度のみ上昇させ，熱的平衡状態を打ち破る大気圧非平衡プラズマ支援脱硫フィルターの高性能化に挑む．大気圧非平衡プラズマ重畳によるグロー様放電により，高い反応速度を有する熱非平衡反応場を創生し，硫黄循環社会の実現を加速させる．
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| 研究成果の概要 |
エンジン排ガス中の硫黄酸化物の回収と窒素酸化物の浄化を同時に達成させるゼロエミッションフィルターの高性能化を目指した。低温高空間速度領域でのさらなる反応性の向上が小型高性能化の課題である。低温域での反応活性を高めるため、マンガン酸化物にセリウムを複合化させた新規金属酸化物を合成手法を確立し、本材料において浄化性能を低温域で活性化させることに成功した。また、小型化と高空間速度下での反応活性維持を目指して、無基材マンガン酸化物フィルターを創成し、高空間速度条件下においても反応活性を維持することを可能とするフィルター設計指針を獲得した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，ディーゼルエンジンの排ガスのゼロエミッション化と硫黄回収による硫黄循環社会構築を目指している。希薄燃焼の排ガスの特徴である酸化雰囲気中でのゼロエミッション化を可能とするゼロエミッションフィルターは，全海域上の大気環境の保全につながる社会的意義を有する．また，近年再生可能エネルギーから生成されたカーボンフリー燃料であるアンモニアを燃焼させた排ガス浄化にも課題として挙げられる微量の硫黄酸化物を浄化の可能性を見出した点が学術的意義として大きい点である．
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