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松下环境系统开发出了用于减少柴油发动机尾气中的PM(粒状物)的
柴油尾气净化DPF(柴油颗粒过滤器)
图1:松下环境系统的DPF,在市售的DPF上涂布了此次开发的催化剂。
目前主流的DPF在催化剂中均使用了贵金属Pt(铂),因此价格较高,而且容易受到Pt价格变化的影响。过去2年里,Pt的价格变化范围为2454~7589日元/g。另外,催化剂发生反应时的温度较高,之前一直利用燃料进行加热,而未能将这部分燃料转换为动力。
此次开发的催化剂以多种碱性金属化合物为主要成分。通过促进主要成分为C(碳)的PM发生氧化反应,形成CO2来分解PM(图2)。另外,此前已知碱性金属化合物可作为催化剂发挥作用,但由于寿命较短而未能达到实用水平。此次开发成功的关键就在于开发出了可延长寿命的添加物质。
松下环境系统的实验显示,新催化剂与使用Pt的原催化剂相比,可在降低了约20%的温度下发挥同等程度的分解性能(图3)。能够减小为维持催化剂容易发生反应的温度而消耗的能量。
柴油发动机的尾气处理装置在除去PM的DPF前方,多数情况下会设置除去HC(碳化氢)及CO(一氧化碳)的氧化催化剂(图4)。松下环境系统提供的虽然只有DPF,但其优点可涉及到氧化催化剂。
图2:分解粒子状物质的原理没有使用NO2,利用O2直接氧化。
图3:基于DPF温度的处理速度特性,温度降低20%,并且还可减少为了加热而使用的燃料。
图4:柴油发动机尾气处理装置的构成,氧化催化剂排列在上游,DPF排列在下游。
原来的DPF利用NO2(二氧化氮)分解PM,因此可通过氧化催化剂生成NO2供应给DPF。为此,氧化催化剂也需要大量的Pt。而此次开发的DPF利用氧气(O2)直接分解PM,所以无需NO2。上游的氧化催化剂对HC和CO进行分解生成H2O和CO2,只需保留无害化功能即可,因此氧化催化剂的Pt量可比原来大幅削减80%。
样品供货从2010年6月开始。目标是2012年率先面向产业用发动机实施量产,2014年面向汽车开始供货。
松下环境系统此前专为松下集团的产品——空气净化器以及冰箱的除臭功能等提供可众多种类的催化剂转换器。此次是该公司首次涉足汽车领域。(记者:浜田 基彦)
注:PM:Particulate Matter;
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