ディーゼル微粒子フィルターへのPM堆積と低温酸化(ミクロ－マクロ)の研究

2022 年度 研究成果報告書

• 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
• 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

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。

自由記述の分野

熱流体工学

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。