成果報告書詳細
管理番号20120000001166
タイトル平成22年度-平成23年度成果報告書 希少金属代替材料開発プロジェクト/排ガス浄化向けセリウム使用量低減技術及び代替材料開発/排ガス浄化用触媒のセリウム量低減代替技術の開発
公開日2013/10/31
報告書年度2010 - 2011
委託先名国立大学法人名古屋工業大学 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 株式会社アドマテックス
プロジェクト番号P08023
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約本研究開発は、自動車等エンジン排ガス浄化触媒に使用されているセリウム助触媒を対象に、その使用量を30%以上低減しても現行触媒と同等レベルの酸素貯蔵能(OSC)、HC/C浄化性能およびNO浄化性能を有する高活性、高耐久性触媒の開発を目的として行ったものである。新しい酸素貯蔵能能(OSC)材料を利用してセリウムを低減したガソリンエンジン排ガス浄化触媒を開発に向けての基本技術を確立した。各研究項目の実施内容は以下のようである。
 セリウム使用量を低減した微粒子触媒材の開発では、セリウム低減微粒子材の基本原理に関する研究を行い、それらを実現するためのセリウム低減微粒子触媒材の開発コンセプトの提案、さらにそれを実現する製造技術をセラミック製造の企業によって開発した。また、セリウム不使用微粒子触媒材の合成技術とOSC特性も検討した。セリウム使用量を低減した酸素貯蔵能材の開発では、複合ナノ粒子のOSC特性、触媒材化とナノ構造制御に関する研究を行った。それらのOSC触媒性能を最適化し、新規な触媒用粉末材料の試作そ行った。さらに、白金担持したOSC触媒を開発し、必要な触媒活性を取得するとともに、その基本的OSC特性との関係について評価した。
ガソリン車排ガス浄化触媒の開発では、実用的なOSC触媒技術を開発し、その三元活性を評価するとともに活性向上機構を研究した。さらに、現状の生産レベルの触媒と同等の製造条件で触媒の調製を検討し、白金成分による小型ハニカム型触媒ならびに車載用ハニカム触媒を試作した。開発したプロトタイプ触媒の評価を、実験室多成分モデルガスを用いて静的、動的条件で行った。最終的に、エンジン排気による浄化性能の評価ならびに国内法定規制におけるモード試験を行った。その評価結果から、新規に開発したセリウム低減化材料を利用したガソリンエンジン排ガス浄化触媒を開発した。以上によって、自動車等エンジン排ガス浄化触媒に使用されているセリウム助触媒のセリウム量の30%低減の目標を達成した。
英文要約This project has been performed toward the development of sub-catalyst of cerium in catalyst used in order to purify gasoline engine exhaust gas including automobile etc. The final goal is the reduction of more over 30% of cerium in the catalyst which has the same level activity as current catalyst about removal performance of CO/HC and NO as well as oxygen storage capacity (OSC), even when the substitute materials are applied. It established the basic technology about gasoline engine exhaust gas purification catalyst with reduced cerium, as well as new oxygen storage capacity capacity (OSC) material. Each research item contents are as below.
In the development of fine particles catalytic material which could realize reducing the amount of cerium, it proposed the development concept of the cerium-reducing material, and ceramic manufacturing companies developed catalytic materials on the basic principle of new particulate material. Also, it studied the characteristic relationship of OSC and the synthesis technology of particulate catalytic material with reduced amount of cerium. Second, in the development of oxygen storage capacity by reducing the amount of cerium, the OSC properties of composite nano-particles, catalyst material as well as nano-structure controlling route. Optimized the OSC catalytic performance of those novel catalyst for powder material, and developed the OSC catalyst with platinum, and the relationship to the basic characteristics along with getting the required for catalytic activity. Then, in the development of gasoline vehicle exhaust gas purification catalyst, the OSC-activated catalyst technology was developed by catalytic design using lab instrument with multicomponent model gas under static and dynamic conditions. After considering the manufacturing conditions equivalent to that of a catalyst for the current production level, prototype car honeycomb catalyst as well as small lab-level honeycomb catalyst with noble metal components were made. Eventually, according to the government legal regulations as well as by the real engine exhaust in the mode test, the performance of newly developed catalyst was evaluated. As summary, it developed the gasoline engine exhaust gas purification catalyst using cerium reduction of material newly developed. The objective of more over 30% reduction in the amount of cerium sub-catalyst used in the engine exhaust gas purification catalyst was achieved in this project.
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