放電プラズマを用いたディーゼル排ガス後処理技術の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究のディーゼル排気粒子(以後PMと記す)捕集方法は電気集塵装置とDPFを併用する。そのため、堆積したPMを除去するためのDPF再生処理が必要となる。一般的なDPFの再生方法では約600℃以上という高温が必要であり、DPFの溶損、エンジン始動時やエンジンブレーキ作動時の低温再生に問題がる。また、高温雰囲気下で再生処理を行う際にはPMは自己燃焼する可能性が有り、DPFの破損に繋がる。よって、低温で再生可能な方法が求められている。本研究ではスライド放電を応用することでDPF内に低温プラズマを発生させ、酸化力の強いOラジカルを酸化処理対象のPM近傍で発生させ、低温でのDPFの再生を試みた。その結果、室温においてもPMの酸化が確認された。また、本年度においてはPMの酸化に寄与する酸化活性種の生成を促進することを目的に、プラズマ生成時の雰囲気ガス成分に着目し、酸素濃度を高くすること、あるいはオゾンを添加することで、さらに高効率のDPF再生技術を確立することに成功した。本方法により得られた効率は従来法と比較し同程度ではあるが、DPFを破損させることなく再生することが可能であることから、従来法の欠点を克服した新たな方法に成り得ると言える。また、充填層放電を用いることで、低温大気圧条件下でNOx処理用のアンモニアの生成を試みた。アンモニアの原料ガスである窒素と水素を充填層放電場に導入することで、原料ガスが解離し、新たにNH_3を合成することに成功した。また、印加電圧条件やガス対流条件の最適化、強誘電体ペレットを用いた評価試験を実施した結果、本研究で最も高いアンモニア生成効率は0.49g/kWhであった。この生成効率は実用化を考えた場合にはまだ低い値であると言えるが、今後は触媒やアンモニア吸着剤を利用した効率的な生成及び生成されたアンモニアの使用方法を検討することで、車上における新たなアンモニア生成方法に成り得ると考えられる。