非熱平衡プラズマと触媒の相互作用による高効率排ガス分解

本研究は,触媒と非平衡プラズマの相互作用を積極的に利用することで,窒素酸化物等の排ガス分解効率を飛躍的に向上させることを目的としたものである。特に,ガスとの接触面積が大きく,圧力損失の小さいハニカムセラミックスを利用することで,新しい放電リアクタの開発を目指したものである。本年度は,モノリス型と呼ばれるレンコン形状のハニカムセラミックスを用いた放電リァクタを試作し,静電誘導型(SI)サイリスタを用いた全固体高繰り返しパルス電源を用いてガス分解実験を行った。実験に用いたガスは,一酸化窒素を純窒素で200ppmに希釈した模擬排ガスで,触媒には酸化チタンを利用した。本年度の実験結果から得られた知見を以下にまとめる。1,酸化チタン触媒存在下においては,酸化チタンが酸化触媒として作用することにより,一酸化窒素の二酸化窒素への変換が促進される。2,触媒の作用は,非平衡プラズマから放射される紫外光(主に窒素分子からの発光)による光触媒効果によるものである.3,モノリス型ハニカムセラミックス中の放電は,セラミックス表面状態により多大な影響を受ける。ハニカムセラミックス表面での一酸化窒素の吸着効果はほとんど観測されなかった.これは,今回利用したハニカムセラミックスの表面構造によるものであると考えられる。5,今回の実験では,純窒素希釈の模擬排ガスを使用したため,酸化触媒による効果は非常に小さかったものの,ハニカムセラミックスと放電を組み合わせることで,これまで報告されている分解効率を凌ぐ効率(NO分解率56.2%において,12g/kwh)を得ることに成功した。

本研究は,触媒と非平衡プラズマの相互作用を積極的に利用することで,窒素酸化物等の排ガス分解効率を飛躍的に向上させることを目的としたものである。特に,ガスとの接触面積が大きく,圧力損失の小さいハニカムセラミックスを利用することで,新しい放電リアクタの開発を目指したものである。本年度は,モノリス型と呼ばれるレンコン形状のハニカムセラミックスを用いた放電リァクタを試作し,静電誘導型(SI)サイリスタを用いた全固体高繰り返しパルス電源を用いてガス分解実験を行った。実験に用いたガスは,一酸化窒素を純窒素で200ppmに希釈した模擬排ガスで,触媒には酸化チタンを利用した。本年度の実験結果から得られた知見を以下にまとめる。1,酸化チタン触媒存在下においては,酸化チタンが酸化触媒として作用することにより,一酸化窒素の二酸化窒素への変換が促進される。2,触媒の作用は,非平衡プラズマから放射される紫外光(主に窒素分子からの発光)による光触媒効果によるものである.3,モノリス型ハニカムセラミックス中の放電は,セラミックス表面状態により多大な影響を受ける。ハニカムセラミックス表面での一酸化窒素の吸着効果はほとんど観測されなかった.これは,今回利用したハニカムセラミックスの表面構造によるものであると考えられる。5,今回の実験では,純窒素希釈の模擬排ガスを使用したため,酸化触媒による効果は非常に小さかったものの,ハニカムセラミックスと放電を組み合わせることで,これまで報告されている分解効率を凌ぐ効率(NO分解率56.2%において,12g/kwh)を得ることに成功した。