JP2009113003A - 排ガス浄化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】触媒作用を有するアノード電極と、前記アノード電極上に配置された酸素イオン伝導性固体電解質と、前記固体電解質上に配置された触媒作用を有するカソード電極とを備える永久NEMCA効果を有する排ガス浄化用触媒と排ガスとを、前記排ガス浄化用触媒に印加する電圧を制御しながら接触せしめる排ガスの浄化方法。
【選択図】図1
Description
前記固体電解質に流れる電流が一定となった時点で、前記アノード電極と前記カソード電極との間の電位EONを測定し、且つ前記電圧の印加を停止する工程と、
前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加せずに前記排ガス浄化用触媒と排ガスとを接触せしめ、且つ前記アノード電極と前記カソード電極との間の電位EOFFを測定する工程と、
前記電位EONに対する前記電位EOFFの比率(EOFF/EON)が所定の閾値未満になった時点で前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加する工程と、
を含むことを特徴とするものである。
前記排ガス浄化用触媒と排ガスとの接触により生成する反応生成物の生成速度が一定となった時点で、該生成速度rONを測定し、且つ前記電圧の印加を停止する工程と、
前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加せずに前記排ガス浄化用触媒と排ガスとを接触せしめ、且つ前記反応生成物の生成速度rOFFを測定する工程と、
前記生成速度rONに対する前記生成速度rOFFの比率(rOFF/rON)が所定の閾値未満になった時点で前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加する工程と、
を含むことを特徴とするものである。
前記排ガス中の反応物の目標転化率を設定する工程と、
前記排ガス浄化用触媒と接触させた後の排ガス中の反応物の転化率を測定する工程と、
前記目標転化率、前記転化率の測定値、および前記排ガス浄化用触媒と前記排ガスとの接触条件に基づいて、印加する電圧をPID制御しながら前記排ガス浄化用触媒と前記排ガスとを接触せしめる工程と、
を含むことを特徴とするものである。
前記固体電解質に流れる電流が一定となった時点で、前記アノード電極と前記カソード電極との間の電位EONを測定し、且つ前記電圧の印加を停止する工程と、
前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加せずに前記排ガス浄化用触媒と排ガスとを接触せしめ、且つ前記アノード電極と前記カソード電極との間の電位EOFFを測定する工程と、
前記電位EONに対する前記電位EOFFの比率(EOFF/EON)が所定の閾値未満になった時点で前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加する工程と、
を含む方法(以下、「第一の排ガス浄化方法」という)が挙げられる。図1にはEOFF/EONの閾値を0.6に設定した場合の第一の排ガス浄化方法の電圧制御フローチャートを示す。
前記排ガス浄化用触媒と排ガスとの接触により生成する反応生成物の生成速度が一定となった時点で、該生成速度rONを測定し、且つ前記電圧の印加を停止する工程と、
前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加せずに前記排ガス浄化用触媒と排ガスとを接触せしめ、且つ前記反応生成物の生成速度rOFFを測定する工程と、
前記生成速度rONに対する前記生成速度rOFFの比率(rOFF/rON)が所定の閾値未満になった時点で前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加する工程と、
を含む方法(以下、「第二の排ガス浄化方法」という)が挙げられる。図2にはrOFF/rONの閾値を0.8に設定した場合の第二の排ガス浄化方法の電圧制御フローチャートを示す。
前記排ガス中の反応物の目標転化率xoを設定する工程と、
前記排ガス浄化用触媒と接触させた後の排ガス中の反応物の転化率xtを測定する工程と、
前記目標転化率xo、前記転化率の測定値xt、および前記排ガス浄化用触媒と前記排ガスとの接触条件に基づいて、印加する電圧をPID制御しながら前記排ガス浄化用触媒と前記排ガスとを接触せしめる工程と、
を含む方法(以下、「第三の排ガス浄化方法」という)が挙げられる。この第三の排ガス浄化方法の電圧制御フローチャートを図3Aに示す。また、電圧のPID制御のブロック線図を図3Bに示す。図3Bにおいては、前記接触条件として接触温度および酸素と排ガスとを含む混合ガスの酸素濃度を例示したが、前記条件はこれらに限定されるものではない。
酸化イットリウム(3mol%)で安定化されたジルコニアをプレス成形した後、大気中、1480℃で5時間焼成して円形状の固定電解質膜(直径2.5cm、厚さ0.1mm)を作製した。この固定電解質膜の一方の面にRhペーストを塗布してアノード電極としてのRh電極膜(直径2.0cm、厚さ10μm)を作製し、他方の面にAuペーストを塗布してカソード電極としてのAu電極膜(直径2.0cm、厚さ10μm)を作製した。これを大気中、600℃で1時間焼成し、排ガス浄化用触媒を得た。
電源および電位測定装置が接続された前記排ガス浄化用触媒を直径3cmの石英管内に装入し、表1に示す混合ガス(残りの成分はHe)を表1に示す条件で前記石英管に240cm3/分の流量で流通させた。電圧の印加は図1に示す電圧制御フローチャートに従って制御した。すなわち、先ず、前記混合ガスを流通させながら前記排ガス浄化用触媒に+2Vの電圧を印加した。電流が一定となった時点で電位EONを測定し、電圧の印加を停止した。その後、電位EOFFを測定し、EOFF/EONが0.6未満になった時点で再び前記排ガス浄化用触媒に+2Vの電圧を印加した。この操作を繰り返しながら前記混合ガスを40分間流通させた。
印加する電圧を、図2に示す電圧制御フローチャートに従って制御した以外は実施例1と同様にして、表1に示す混合ガスを石英管に流通させた。すなわち、先ず、前記混合ガスを流通させながら前記排ガス浄化用触媒に+2Vの電圧を印加した。二酸化炭素(CO2)の生成速度が一定となった時点でこのときのCO2の生成速度rONを測定し、電圧の印加を停止した。その後、CO2の生成速度rOFFを測定し、rOFF/rONが0.8未満になった時点で再び前記排ガス浄化用触媒に+2Vの電圧を印加した。この操作を繰り返しながら前記混合ガスを40分間流通させた。
反応物(CO)の目標転化率xoを、酸素濃度CO2に関わらず、接触温度T=300℃では80%、T=350℃では85%、T=370℃では87%に設定した。
電圧を印加しなかった以外は実施例1と同様にして、表1に示す混合ガスを石英管に流通させた。40分経過後の、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)および一酸化窒素(NO)の転化率、ならびに二酸化炭素(CO2)の生成率を表2に示す。
前記排ガス浄化用触媒に常時+2Vの電圧を印加した以外は実施例1と同様にして、表1に示す混合ガスを石英管に流通させた。40分経過後の、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)および一酸化窒素(NO)の転化率、ならびに二酸化炭素(CO2)の生成率を表2に示す。また、この間に消費した電力量を表2に示す。
したがって、本発明の排ガスの浄化方法は、経済性に優れるため、ディーゼル排ガスなどの浄化方法として有用である。
Claims (3)
- 触媒作用を有するアノード電極と、前記アノード電極上に配置された酸素イオン伝導性固体電解質と、前記固体電解質上に配置された触媒作用を有するカソード電極とを備える永久NEMCA効果を有する排ガス浄化用触媒に一定の電圧を印加して前記固体電解質に電流を流しながら前記排ガス浄化用触媒と排ガスとを接触せしめる工程と、
前記固体電解質に流れる電流が一定となった時点で、前記アノード電極と前記カソード電極との間の電位EONを測定し、且つ前記電圧の印加を停止する工程と、
前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加せずに前記排ガス浄化用触媒と排ガスとを接触せしめ、且つ前記アノード電極と前記カソード電極との間の電位EOFFを測定する工程と、
前記電位EONに対する前記電位EOFFの比率(EOFF/EON)が所定の閾値未満になった時点で前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加する工程と、
を含むことを特徴とする排ガス浄化方法。 - 触媒作用を有するアノード電極と、前記アノード電極上に配置された酸素イオン伝導性固体電解質と、前記固体電解質上に配置された触媒作用を有するカソード電極とを備える永久NEMCA効果を有する排ガス浄化用触媒に一定の電圧を印加しながら前記排ガス浄化用触媒と排ガスとを接触せしめる工程と、
前記排ガス浄化用触媒と排ガスとの接触により生成する反応生成物の生成速度が一定となった時点で、該生成速度rONを測定し、且つ前記電圧の印加を停止する工程と、
前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加せずに前記排ガス浄化用触媒と排ガスとを接触せしめ、且つ前記反応生成物の生成速度rOFFを測定する工程と、
前記生成速度rONに対する前記生成速度rOFFの比率(rOFF/rON)が所定の閾値未満になった時点で前記排ガス浄化用触媒に電圧を印加する工程と、
を含むことを特徴とする排ガス浄化方法。 - 触媒作用を有するアノード電極と、前記アノード電極上に配置された酸素イオン伝導性固体電解質と、前記固体電解質上に配置された触媒作用を有するカソード電極とを備える永久NEMCA効果を有する排ガス浄化用触媒に電圧を印加しながら前記排ガス浄化用触媒と排ガスとを接触せしめる排ガスの浄化方法であって、
前記排ガス中の反応物の目標転化率を設定する工程と、
前記排ガス浄化用触媒と接触させた後の排ガス中の反応物の転化率を測定する工程と、
前記目標転化率、前記転化率の測定値、および前記排ガス浄化用触媒と前記排ガスとの接触条件に基づいて、印加する電圧をPID制御しながら前記排ガス浄化用触媒と前記排ガスとを接触せしめる工程と、
を含むことを特徴とする排ガスの浄化方法。
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