大気圧非熱平衡プラズマと触媒を組み合わせた移動発生源用排ガス浄化技術の開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12558067
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 清水 一男 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90282681)
• 研究分担者: 水野 彰 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 教授 ; 小田 哲治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90107532)
• キーワード: 非熱平衡プラズマ / 触媒 / NOx / パルス放電

研究概要

火力発電所など大型固定発生源ではアンモニア添加による選択的接触還元など高性能排ガス浄化装置が設置されており環境保全に大きな役割を果たしている。しかしながら自動車などの移動発生源の増加、あるいは小規模熱伝供給方式(コ・ジェネレーション)による化石燃料利用効率向上と二酸化炭素発生量の低減の要求に対処するために、都市部密集地でも使用できる新しい環境対策技術の必要性が一段と高まっている。
本研究は非熱平衡プラズマの強力な化学反応力を用いてガス状汚染物質を分解除去する技術を、ディーゼルエンジンなどの移動発生源の排ガス処理に適用しようとするものである。
ゼオライト系あるいは酸化チタン、自動車用三元触媒などと非熱平衡プラズマを組み合わせることで窒素酸化物除去のエネルギ効率を向上させ、ディーゼルエンジンなど移動発生源の排ガスを浄化することを実験的に検討した。触媒と非熱平衡プラズマを組み合わせることで排ガス温度が低くても高い窒素酸化物除去率が得られることを明らかにした。特に非熱平衡プラズマでは室温から100℃程度までの比較的排ガス温度が低い状態での排ガス処理が有効であったが、触媒とのカップリングにより非熱平衡プラズマのみでは従来有効でなかった温度領域でのガス処理が可能になった。
また平板対誘電体バリア形状の放電形態をとることで、ガスの圧力損失を低下させずに電界強度と紫外線発光強度を向上させることが出来た。また誘電体バリアとしてセラミックに電極を装着することで機械的強度の向上も検討する。これにより移動発生源への搭載実験も可能になると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] K.Shimizu,T.Hirano,and T.Oda: "Effect of Water Vapor and Hydrocarbons in Removing NOx by Using Non-thermal Plasma",IEEE Trans.on IAS (accepted). Vol.37,Mar/Apr.. (2001)
• [文献書誌] K.Shimizu,T.Oda: "Emission Spectrometry for Discharge Plasma Diagnosis"Plasma Science Symposium 2001/The 18th Symposium on Plasma Processing. 703-704 (2001)
• [文献書誌] K.Shimizu,T.Oda: "NOx Removal by Using Plate Type Reactors and Catalyst"ESA/IEJ 2000 joint Symp.. 297-305 (2000)
• [文献書誌] K.Shimizu,T.Oda: "Nitrogen Oxides Removal by Using Plate Type Reactor Combined with Various Catalysts"Proc.of 6th Int′I Symp.on Advanced Oxidation Technologies. 74-76 (2000)
• [文献書誌] K.Shimizu,T.Oda: "NOx Removal by Using Mesh Electrode-Plate Dielectric Barrier Reactor Combined with Catalysts"Proo.of the 1st Polish-Japanese Hakone Group Symp.On Non-Thermal Plasma Processing of Water and Air. 39-42 (2000)
• [文献書誌] 清水一男: "大気圧非熱平衡プラズマと触媒を用いた移動発生源用排ガス浄化技術の開発"トヨタ先端技術科学研究助成プログラム'99年度研究成果報告書、CDロム版. (2000)
• [文献書誌] 放電プラズマの環境改善への応用調査専門委員会編(共著): "放電プラズマの環境改善への応用 電気学会技術報告810号ISSN0919-9195"電気学会出版販売課. 62 (2000)