JPH10249150A - 内燃機関の排気ガスから窒素酸化物を除去する装置 - Google Patents
内燃機関の排気ガスから窒素酸化物を除去する装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関を備えた自動車の排気からＮＯX
を除去するための、効果的で信頼性がありそして簡単か
つコンパクトに構成される装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関の排気ガスから窒素酸化物を除
去するための装置は、液状のアルカリ電解質４を浸透さ
せた、ＮＯX を硝酸塩および亜硝酸塩として吸収するた
めの多孔性の吸収体１を備えている。この吸収体１内に
は、対をなして分配した、硝酸塩と亜硝酸塩を窒素に電
気化学的に分解するための対をなした電極５，６が分配
されている。
を除去するための、効果的で信頼性がありそして簡単か
つコンパクトに構成される装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関の排気ガスから窒素酸化物を除
去するための装置は、液状のアルカリ電解質４を浸透さ
せた、ＮＯX を硝酸塩および亜硝酸塩として吸収するた
めの多孔性の吸収体１を備えている。この吸収体１内に
は、対をなして分配した、硝酸塩と亜硝酸塩を窒素に電
気化学的に分解するための対をなした電極５，６が分配
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
スから窒素酸化物を除去するための装置に関する。
スから窒素酸化物を除去するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特に道路交通で使用される内燃機関の窒
素酸化物（ＮＯx ）のエミッションは、環境を非常に悪
化させる。この環境悪化は関連法律で益々制限されるよ
うになった。ラムダ（空燃比）＝１の燃料空気混合物で
運転される三元触媒を備えたオットーエンジンは現在の
規定をすべて満足するが、これは、燃料消費の点で所望
されるディーゼルエンジンやオットーリーンエンジンに
ついては、燃焼時の希釈混合気のために当てはまらな
い。この場合、特別なＮＯx 除去装置が必要である。そ
のために、いわゆるデノックス（Denox)触媒が使用され
る。この触媒はしかし、変換効率が最大５０％までしか
達していない。
素酸化物（ＮＯx ）のエミッションは、環境を非常に悪
化させる。この環境悪化は関連法律で益々制限されるよ
うになった。ラムダ（空燃比）＝１の燃料空気混合物で
運転される三元触媒を備えたオットーエンジンは現在の
規定をすべて満足するが、これは、燃料消費の点で所望
されるディーゼルエンジンやオットーリーンエンジンに
ついては、燃焼時の希釈混合気のために当てはまらな
い。この場合、特別なＮＯx 除去装置が必要である。そ
のために、いわゆるデノックス（Denox)触媒が使用され
る。この触媒はしかし、変換効率が最大５０％までしか
達していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、内燃
機関を備えた自動車の排気からＮＯx を除去するため
の、効果的で信頼性がありそして簡単かつコンパクトに
構成される装置を提供することである。
機関を備えた自動車の排気からＮＯx を除去するため
の、効果的で信頼性がありそして簡単かつコンパクトに
構成される装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、液状のアルカリ性電解質を浸透させた、ＮＯX を硝
酸塩および亜硝酸塩として吸収するための多孔性の吸収
体と、この吸収体内に対をなして分配した、硝酸塩と亜
硝酸塩を窒素の電気化学的に分解するための電極を備え
ていることによって解決される。
い、液状のアルカリ性電解質を浸透させた、ＮＯX を硝
酸塩および亜硝酸塩として吸収するための多孔性の吸収
体と、この吸収体内に対をなして分配した、硝酸塩と亜
硝酸塩を窒素の電気化学的に分解するための電極を備え
ていることによって解決される。
【０００５】従属請求項２〜１７には、本発明による装
置の有利な実施形が記載され、請求項１８，１９には本
発明による装置の有利な用途が記載されている。本発明
による装置では、ＮＯX が硝酸塩と亜硝酸塩に吸収さ
れ、そして硝酸塩または亜硝酸塩の電気化学的な分解が
行われる。ＮＯX は実質的にＮＯとＮＯ2からなってい
る。すなわち、ＮＯ2 と硝酸塩の場合、本発明による装
置では次の反応が行われる。 １．吸収 ２ＮＯ2 ＋Ｎａ2 ＣＯ3 → ＮａＮＯ2 ＋ＮａＮＯ3 ＋ＣＯ2 （１） ２．電気化学的な分解（例えば硝酸塩） 陰極：１０ｅ- ＋２ＮａＮＯ3 ＋６ＣＯ2 →Ｎａ2 ＣＯ3 ＋Ｎ2 ＋５ＣＯ3 2- ・・・（２） 陽極：５ＣＯ3 2- → ５ＣＯ2 ＋５／２Ｏ2 ＋１０ｅ- 液状のアルカリ電解質は好ましくは融解塩からなり、特
にリチウム、ナトリウムおよびカリウムの炭酸塩の３成
分混合物からなっている。共融混合物、すなわち約４３
モル％の炭酸リチウム、３１モル％の炭酸ナトリウムお
よび２５モル％の炭酸カリウムを有する共融混合物の場
合、この混合物は約４００℃で溶融し、１０００℃を超
えるまで安定しており、分解しない。
置の有利な実施形が記載され、請求項１８，１９には本
発明による装置の有利な用途が記載されている。本発明
による装置では、ＮＯX が硝酸塩と亜硝酸塩に吸収さ
れ、そして硝酸塩または亜硝酸塩の電気化学的な分解が
行われる。ＮＯX は実質的にＮＯとＮＯ2からなってい
る。すなわち、ＮＯ2 と硝酸塩の場合、本発明による装
置では次の反応が行われる。 １．吸収 ２ＮＯ2 ＋Ｎａ2 ＣＯ3 → ＮａＮＯ2 ＋ＮａＮＯ3 ＋ＣＯ2 （１） ２．電気化学的な分解（例えば硝酸塩） 陰極：１０ｅ- ＋２ＮａＮＯ3 ＋６ＣＯ2 →Ｎａ2 ＣＯ3 ＋Ｎ2 ＋５ＣＯ3 2- ・・・（２） 陽極：５ＣＯ3 2- → ５ＣＯ2 ＋５／２Ｏ2 ＋１０ｅ- 液状のアルカリ電解質は好ましくは融解塩からなり、特
にリチウム、ナトリウムおよびカリウムの炭酸塩の３成
分混合物からなっている。共融混合物、すなわち約４３
モル％の炭酸リチウム、３１モル％の炭酸ナトリウムお
よび２５モル％の炭酸カリウムを有する共融混合物の場
合、この混合物は約４００℃で溶融し、１０００℃を超
えるまで安定しており、分解しない。
【０００６】内燃機関の排気ガスの温度が普通の運転条
件で４００℃を大幅に超え、１０００℃よりも低いの
で、塩混合物は排気ガスの温度によって溶融状態に移行
し、溶融状態に保たれる。しかし、ＮＯX は固体の塩混
合物でも拡散するので、エンジンの低温状態でも排気ガ
スからＮＯX が塩混合物によって除去される。
件で４００℃を大幅に超え、１０００℃よりも低いの
で、塩混合物は排気ガスの温度によって溶融状態に移行
し、溶融状態に保たれる。しかし、ＮＯX は固体の塩混
合物でも拡散するので、エンジンの低温状態でも排気ガ
スからＮＯX が塩混合物によって除去される。
【０００７】オットーリーンエンジンとディーゼルエン
ジンの場合には、混合気が非常に薄いので、燃焼時に排
気ガス中にＮＯX を非常に多く含む。他方では、このエ
ンジンの排気ガスは、希薄混合気に基づいてエンジンの
普通の運転状態でも温度が比較的に低い。従って、本発
明では、低い温度で溶融する他の共融混合物を使用する
ことができる。これは例えば、炭酸アルカリおよびまた
は炭酸アルカリ土類と硝酸アルカリおよびまたは硝酸ア
ルカリ土類の共融混合物である。
ジンの場合には、混合気が非常に薄いので、燃焼時に排
気ガス中にＮＯX を非常に多く含む。他方では、このエ
ンジンの排気ガスは、希薄混合気に基づいてエンジンの
普通の運転状態でも温度が比較的に低い。従って、本発
明では、低い温度で溶融する他の共融混合物を使用する
ことができる。これは例えば、炭酸アルカリおよびまた
は炭酸アルカリ土類と硝酸アルカリおよびまたは硝酸ア
ルカリ土類の共融混合物である。
【０００８】吸収体を通ってガス通路が延び、このガス
通路内に、ＮＯX を含む浄化すべき排気ガスが流入し、
浄化される。ガス通路の数と直径は、ＮＯX をできるだ
け定量的に吸収し、流れ抵抗の上昇を或る限度内に保つ
ように、定められている。液状のアルカリ電解質を吸収
体に浸透させるために、吸収体は多孔性に形成され、し
かも特に焼結体として形成されている。その際、吸収体
の孔の大きさは、できるだけ多量の電解質が毛細管引力
によって保持されるように採寸されている。吸収体の孔
の平均の大きさは通常は１０μｍを超えないようにすべ
きである。
通路内に、ＮＯX を含む浄化すべき排気ガスが流入し、
浄化される。ガス通路の数と直径は、ＮＯX をできるだ
け定量的に吸収し、流れ抵抗の上昇を或る限度内に保つ
ように、定められている。液状のアルカリ電解質を吸収
体に浸透させるために、吸収体は多孔性に形成され、し
かも特に焼結体として形成されている。その際、吸収体
の孔の大きさは、できるだけ多量の電解質が毛細管引力
によって保持されるように採寸されている。吸収体の孔
の平均の大きさは通常は１０μｍを超えないようにすべ
きである。
【０００９】吸収体の孔の全部または一部に、溶融電解
質が充填される。部分的に充填する場合には、電解質は
特に孔壁上にフィルムを形成する。それによって、排気
ガスからＮＯX を吸収するための大きな吸収面積が形成
される。吸収体はガスを搬送するための部分的に充填し
た孔のほかに、液状電解質を搬送するのに適した多孔を
有していなければならない。
質が充填される。部分的に充填する場合には、電解質は
特に孔壁上にフィルムを形成する。それによって、排気
ガスからＮＯX を吸収するための大きな吸収面積が形成
される。吸収体はガスを搬送するための部分的に充填し
た孔のほかに、液状電解質を搬送するのに適した多孔を
有していなければならない。
【００１０】従って、吸収体は好ましくは二様式（二モ
ード）の構造を有する。すなわち、一方ではガスの搬送
のための比較的に大きな孔と、他方では小さな孔を備え
ている。この小さな孔によって、ガス通路と一方では大
きなガス搬送孔と他方では電極の間で、合流し結合する
電解質相が形成される。このような二様式の孔構造は例
えば微細孔を有する粒子の焼結によって得られる。すな
わち、例えば破砕されたはるかに小さな粒子の焼結によ
って得られる。
ード）の構造を有する。すなわち、一方ではガスの搬送
のための比較的に大きな孔と、他方では小さな孔を備え
ている。この小さな孔によって、ガス通路と一方では大
きなガス搬送孔と他方では電極の間で、合流し結合する
電解質相が形成される。このような二様式の孔構造は例
えば微細孔を有する粒子の焼結によって得られる。すな
わち、例えば破砕されたはるかに小さな粒子の焼結によ
って得られる。
【００１１】焼結のために使用されるこの粒子の平均的
な孔は例えば０．０５〜１μｍである。一方、この微細
孔を有する粒子の焼結の後で生じる孔は、例えば５〜２
０μｍの大きさを有する。多孔性の吸収体は多数の実施
形が考えられる。第１の実施形の場合には、吸収体が非
導電性のセラミックスからなっている。この場合、例え
ば棒の形をした電極が多孔性吸収体内で延びている。他
の実施形の場合には、電極層を形成するために、例えば
多孔性電極材料からなる積み重ねられた板が使用され
る。この場合、電極材料層または板は排気ガスを流通さ
せるガス通路を備え、電極材料層または板の間に非導電
性の多孔性分離層が配置されている。
な孔は例えば０．０５〜１μｍである。一方、この微細
孔を有する粒子の焼結の後で生じる孔は、例えば５〜２
０μｍの大きさを有する。多孔性の吸収体は多数の実施
形が考えられる。第１の実施形の場合には、吸収体が非
導電性のセラミックスからなっている。この場合、例え
ば棒の形をした電極が多孔性吸収体内で延びている。他
の実施形の場合には、電極層を形成するために、例えば
多孔性電極材料からなる積み重ねられた板が使用され
る。この場合、電極材料層または板は排気ガスを流通さ
せるガス通路を備え、電極材料層または板の間に非導電
性の多孔性分離層が配置されている。
【００１２】この第１の実施形の場合、吸収体は特にア
ルミン酸リチウムからなっている。しかし、酸化アルミ
ニウムを使用してもよい。この酸化アルミニウムはリチ
ウムを含む電解質塩との接触によって少なくとも一部が
アルミン酸リチウムになる。その代わりに、場合によっ
ては吸収体を形成するためにリチウムを混入した形の酸
化ジルコニウムまたは酸化セリウムあるいはジルコン酸
リチウム、または溶融した電解質に対して安定した焼結
可能な他の非導電性材料を使用することができる。
ルミン酸リチウムからなっている。しかし、酸化アルミ
ニウムを使用してもよい。この酸化アルミニウムはリチ
ウムを含む電解質塩との接触によって少なくとも一部が
アルミン酸リチウムになる。その代わりに、場合によっ
ては吸収体を形成するためにリチウムを混入した形の酸
化ジルコニウムまたは酸化セリウムあるいはジルコン酸
リチウム、または溶融した電解質に対して安定した焼結
可能な他の非導電性材料を使用することができる。
【００１３】第１の実施形の場合、電極は緻密な材料か
らなっていてもよいし、焼結体によって形成してもよ
い。その際、焼結体は大きな表面積を有し、それによっ
て変換が大きくなる、すなわち本発明による装置の大き
さを小さくすることができるという利点がある。その
際、電極材料は溶融電解質に対して安定していなければ
ならず、そして小さな分極作用を有していなければなら
ず、場合によっては焼結可能でなければならない。
らなっていてもよいし、焼結体によって形成してもよ
い。その際、焼結体は大きな表面積を有し、それによっ
て変換が大きくなる、すなわち本発明による装置の大き
さを小さくすることができるという利点がある。その
際、電極材料は溶融電解質に対して安定していなければ
ならず、そして小さな分極作用を有していなければなら
ず、場合によっては焼結可能でなければならない。
【００１４】電極材料としては特に、リチウムを混入し
た（リチウム化した）酸化ニッケルが使用される。焼結
された電極の場合には、例えばニッケル粉末を焼結した
棒が酸化ニッケルに酸化され、続いてリチウムが混入さ
れる。この場合、リチウム被覆は場合によっては装置の
運転中にも行うことができる。リチウムを混入（ドーピ
ング）した酸化ニッケルの代わりに、リチウムメタライ
ト、例えばリチウムフェライト、リチウムマンガナイ
ト、リチウムコバルタイトを使用することができる。更
に、電極材料として、金またはプラチナ金属のような貴
金属を使用することができるが、一般的に不経済であ
る。
た（リチウム化した）酸化ニッケルが使用される。焼結
された電極の場合には、例えばニッケル粉末を焼結した
棒が酸化ニッケルに酸化され、続いてリチウムが混入さ
れる。この場合、リチウム被覆は場合によっては装置の
運転中にも行うことができる。リチウムを混入（ドーピ
ング）した酸化ニッケルの代わりに、リチウムメタライ
ト、例えばリチウムフェライト、リチウムマンガナイ
ト、リチウムコバルタイトを使用することができる。更
に、電極材料として、金またはプラチナ金属のような貴
金属を使用することができるが、一般的に不経済であ
る。
【００１５】アルカリ性の電解質内で形成される硝酸塩
と亜硝酸塩は、ＮＯX を吸収する吸収体の範囲と電極の
範囲の間の濃度の差、すなわち拡散による硝酸塩と亜硝
酸塩の化学的分解に基づいて、および対流によるこの両
範囲の間の温度差に基づいて、電極または電気化学的分
解の範囲に達する。電極は自動車の搭載電気系（バッテ
リ、点灯用発電機）によって電圧をかけることによっ
て、硝酸塩と亜硝酸塩の分解電位に予め分極される。そ
の際、加えられた電圧は硝酸塩と亜硝酸塩の分解電位に
達するがしかし、大幅に超えない。それによって、シス
テムが自動制御されるように形成される。すなわち、電
極に来るすべての硝酸塩と亜硝酸塩が分解される。そう
でない場合には電流が流れない。
と亜硝酸塩は、ＮＯX を吸収する吸収体の範囲と電極の
範囲の間の濃度の差、すなわち拡散による硝酸塩と亜硝
酸塩の化学的分解に基づいて、および対流によるこの両
範囲の間の温度差に基づいて、電極または電気化学的分
解の範囲に達する。電極は自動車の搭載電気系（バッテ
リ、点灯用発電機）によって電圧をかけることによっ
て、硝酸塩と亜硝酸塩の分解電位に予め分極される。そ
の際、加えられた電圧は硝酸塩と亜硝酸塩の分解電位に
達するがしかし、大幅に超えない。それによって、シス
テムが自動制御されるように形成される。すなわち、電
極に来るすべての硝酸塩と亜硝酸塩が分解される。そう
でない場合には電流が流れない。
【００１６】外部の電源の代わりに、局所電池によっ
て、すなわち異なる電極材料を使用することによって電
気化学的な電位を発生することができる。この電極材料
の接触電圧は硝酸塩と亜硝酸塩の化学的な分解を生じ
る。
て、すなわち異なる電極材料を使用することによって電
気化学的な電位を発生することができる。この電極材料
の接触電圧は硝酸塩と亜硝酸塩の化学的な分解を生じ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、添付の図に基づいて本発明
を例示的に詳しく説明する。図１において、装置は円筒
形の吸収体１を備えている。この吸収体は例えば内燃機
関を備えた自動車の図示していない排気装置の管内に配
置可能である。吸収体１は自動車の酸化触媒に似た形を
している。すなわち、吸収体は円筒の一端から他端まで
貫通して延びる長方形のガス通路２を備えている。浄化
すべき排気ガスがこのガス通路を通って流れる。吸収体
は多孔質に形成されている。すなわち、通路２の間の多
孔性の中間壁３にアルカリ性塩が浸透している。このア
ルカリ性塩は通路２の内壁に薄いフィルム４を形成して
いる。例えばリチウム、ナトリウムおよびカリウムの炭
酸塩の混合物であるアルカリ塩は、ＮＯx について上記
の反応式（１）によって示すように、排気に含まれるＮ
Ｏx を硝酸塩および亜硝酸塩として吸収する。
を例示的に詳しく説明する。図１において、装置は円筒
形の吸収体１を備えている。この吸収体は例えば内燃機
関を備えた自動車の図示していない排気装置の管内に配
置可能である。吸収体１は自動車の酸化触媒に似た形を
している。すなわち、吸収体は円筒の一端から他端まで
貫通して延びる長方形のガス通路２を備えている。浄化
すべき排気ガスがこのガス通路を通って流れる。吸収体
は多孔質に形成されている。すなわち、通路２の間の多
孔性の中間壁３にアルカリ性塩が浸透している。このア
ルカリ性塩は通路２の内壁に薄いフィルム４を形成して
いる。例えばリチウム、ナトリウムおよびカリウムの炭
酸塩の混合物であるアルカリ塩は、ＮＯx について上記
の反応式（１）によって示すように、排気に含まれるＮ
Ｏx を硝酸塩および亜硝酸塩として吸収する。
【００１８】硝酸塩は続いて、反応式（２）に従って電
気化学的に分解される。亜硝酸塩も同様である。そのた
めに、吸収体１の通路２の一部に、対をなした電極、す
なわちアノード（陽極）５とカソード（陰極）６が分配
配置されている。電極５，６はほぼ吸収体１の全体を通
って延びる棒として形成されている。その際、各々の対
の電極のアノード５とカソード６は隣接する通路２内に
設けられている。
気化学的に分解される。亜硝酸塩も同様である。そのた
めに、吸収体１の通路２の一部に、対をなした電極、す
なわちアノード（陽極）５とカソード（陰極）６が分配
配置されている。電極５，６はほぼ吸収体１の全体を通
って延びる棒として形成されている。その際、各々の対
の電極のアノード５とカソード６は隣接する通路２内に
設けられている。
【００１９】電極棒５，６は一端が図示していない給電
部に接続されている。この給電部は自動車のバッテリま
たは搭載電気系に接続可能である。例えば押出しおよび
それに続く焼結によって製造可能な吸収体１は、非導電
性のセラミック材料、例えばアルミン酸リチウムからな
っている。セラミック粒子７で作られた多孔性吸収体１
の組織構造は特に図２から明らかである。粒子７自体は
多孔性構造としてもよいし、また微細孔を有していても
よい。それによって、粒子７の間の孔８と粒子７の微細
孔からなる二つの様式の多孔構造が生じる。
部に接続されている。この給電部は自動車のバッテリま
たは搭載電気系に接続可能である。例えば押出しおよび
それに続く焼結によって製造可能な吸収体１は、非導電
性のセラミック材料、例えばアルミン酸リチウムからな
っている。セラミック粒子７で作られた多孔性吸収体１
の組織構造は特に図２から明らかである。粒子７自体は
多孔性構造としてもよいし、また微細孔を有していても
よい。それによって、粒子７の間の孔８と粒子７の微細
孔からなる二つの様式の多孔構造が生じる。
【００２０】このような二つの様式の多孔構造では、粒
子７の微細孔のほぼ全体にアルカリ性塩が充填され、粒
子７の間の大きな孔８にはアルカリ塩が一部だけ充填さ
れている。このアルカリ塩は一方では上記の反応式
（１）の吸収剤を形成し、他方では反応式（２）の電気
化学的な分解のための電解質を形成する。孔８の一部だ
けに充填することにより、アルカリ塩のフィルム９が孔
８の壁に発生し、それによって図３に示すように、排気
ガス中のＮＯx のための大きな吸収表面積および反応表
面積が生じる。
子７の微細孔のほぼ全体にアルカリ性塩が充填され、粒
子７の間の大きな孔８にはアルカリ塩が一部だけ充填さ
れている。このアルカリ塩は一方では上記の反応式
（１）の吸収剤を形成し、他方では反応式（２）の電気
化学的な分解のための電解質を形成する。孔８の一部だ
けに充填することにより、アルカリ塩のフィルム９が孔
８の壁に発生し、それによって図３に示すように、排気
ガス中のＮＯx のための大きな吸収表面積および反応表
面積が生じる。
【００２１】電極５，６はそれ自体、図２に示すよう
に、粒子１０の焼結によって製造可能であり、例えばリ
チウムを混入した酸化ニッケルからなっている。図４で
は、吸収体１′は層または板１１の積み重ね体からなっ
ている。この層または板は多孔性の電極材料、すなわち
例えばリチウムを混入した酸化ニッケル性の焼結体から
なっている。板１１をガス通路２′が貫通している。こ
のガス通路は、浄化すべきＮＯx を含む排気ガスが流入
する吸収体１′の一端から、ＮＯ x を浄化した排気ガス
が流出する他端まで延びている。
に、粒子１０の焼結によって製造可能であり、例えばリ
チウムを混入した酸化ニッケルからなっている。図４で
は、吸収体１′は層または板１１の積み重ね体からなっ
ている。この層または板は多孔性の電極材料、すなわち
例えばリチウムを混入した酸化ニッケル性の焼結体から
なっている。板１１をガス通路２′が貫通している。こ
のガス通路は、浄化すべきＮＯx を含む排気ガスが流入
する吸収体１′の一端から、ＮＯ x を浄化した排気ガス
が流出する他端まで延びている。
【００２２】電位分離のために、２つの電極材料層１１
の間にはそれぞれ１つの多孔性分離層１２、例えば焼結
によって作られた多孔性分離層が設けられている。この
分離層は非導電性材料、例えばアルミン酸リチウムから
なっている。電極材料層１１と分離層１２は、排気ガス
からＮＯx を硝酸塩または亜硝酸塩として吸収するため
に、アルカリ塩が浸透している。このアルカリ塩は同時
に電解質を形成し、例えばリチウム、ナトリウムおよび
カリウムの炭酸塩の３元混合物である。
の間にはそれぞれ１つの多孔性分離層１２、例えば焼結
によって作られた多孔性分離層が設けられている。この
分離層は非導電性材料、例えばアルミン酸リチウムから
なっている。電極材料層１１と分離層１２は、排気ガス
からＮＯx を硝酸塩または亜硝酸塩として吸収するため
に、アルカリ塩が浸透している。このアルカリ塩は同時
に電解質を形成し、例えばリチウム、ナトリウムおよび
カリウムの炭酸塩の３元混合物である。
【００２３】吸収体１′の外側の両層１１には、給電部
１３，１４によって電位が加えられる。外部から加えら
れた電圧は電流の流れの際に内側の板１１に規則正しく
分配される。すなわち、外側の両板１１に加えられる電
圧が例えば７Ｖであるときに、各々の層１１の一方の側
と他方の側の間の電位差はそれぞれ、図４に示すよう
に、１Ｖである。この実施の形態の場合には、吸収体
１′内に対をなして分配された電極が電極材料層１１に
よって形成される。
１３，１４によって電位が加えられる。外部から加えら
れた電圧は電流の流れの際に内側の板１１に規則正しく
分配される。すなわち、外側の両板１１に加えられる電
圧が例えば７Ｖであるときに、各々の層１１の一方の側
と他方の側の間の電位差はそれぞれ、図４に示すよう
に、１Ｖである。この実施の形態の場合には、吸収体
１′内に対をなして分配された電極が電極材料層１１に
よって形成される。
【００２４】図４の実施の形態は特に、板１１，１２が
容易に製作可能であり、外側の板１１だけを接触させれ
ばよいという利点がある。図５の排気ガス後処理装置で
は、内燃機関１５の後に先ず最初に二元酸化触媒１６が
接続配置され、そして本発明によるＮＯx 浄化装置１７
が接続配置されている。それによって、ＮＯx が酸化触
媒１６内で実質的にＮＯ2 に酸化される。この二酸化窒
素は本発明による装置１７の吸収体１，１′に浸透させ
たアルカリ融解塩によって、ＮＯよりも迅速に吸収され
る。しかし、事情によっては、装置１７は酸化触媒の１
６の手前に配置可能である。１８はバッテリを示す。こ
のバッテリは電極５，６に電流を供給するかまたは電流
供給部１３，１４を経て層１１に電流を供給する。
容易に製作可能であり、外側の板１１だけを接触させれ
ばよいという利点がある。図５の排気ガス後処理装置で
は、内燃機関１５の後に先ず最初に二元酸化触媒１６が
接続配置され、そして本発明によるＮＯx 浄化装置１７
が接続配置されている。それによって、ＮＯx が酸化触
媒１６内で実質的にＮＯ2 に酸化される。この二酸化窒
素は本発明による装置１７の吸収体１，１′に浸透させ
たアルカリ融解塩によって、ＮＯよりも迅速に吸収され
る。しかし、事情によっては、装置１７は酸化触媒の１
６の手前に配置可能である。１８はバッテリを示す。こ
のバッテリは電極５，６に電流を供給するかまたは電流
供給部１３，１４を経て層１１に電流を供給する。
【図１】装置の第１の実施の形態の横断面図である。
【図２】図１の装置の一部の拡大図である。
【図３】図１，２の装置の一部を更に拡大して示す図で
ある。
ある。
【図４】装置の第２の実施の形態の横断面図である。
【図５】内燃機関の排気後処理装置の概略図である。
１，１′ 吸収体 ２，２′ ガス通路 ４，９ 電解質 ５，６ 電極 ７ 焼結粒子 １１ 層 １２ 分離層 １３，１４ 電流供給部 １５ 内燃機関
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/02 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢＥ ３０１ １２９Ｃ 3/08 ＺＡＢ (71)出願人 594080404 Ｅｐｐｌｅｓｔｒａｓｓｅ 225，70546 Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，ＢＲＤ
Claims (19)
- 【請求項１】 内燃機関の排気ガスから窒素酸化物を除
去するための装置において、液状のアルカリ電解質
（４，９）を浸透させた、ＮＯX を硝酸塩および亜硝酸
塩として吸収するための多孔性の吸収体（１，１′）
と、この吸収体（１，１′）内に対をなして分配した、
硝酸塩と亜硝酸塩を窒素に電気化学的に分解するための
電極（５，６）を備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 液状のアルカリ電解質（４，９）が融解
塩によって形成されることを特徴とする請求項１記載の
装置。 - 【請求項３】 塩の少なくとも一部が炭酸アルカリから
なっていることを特徴とする請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 炭酸アルカリがリチウム、ナトリウムお
よびカリウムの炭酸塩の混合物であることを特徴とする
請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 塩が炭酸アルカリおよびまたは炭酸アル
カリ土類と硝酸アルカリおよびまたは硝酸アルカリ土類
の混合物であることを特徴とする請求項３または４記載
の装置。 - 【請求項６】 吸収体（１，１′）がＮＯX を含む排気
ガスを流通させることができるガス通路（２，２′）を
備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一
つに記載の装置。 - 【請求項７】 多孔性吸収体（１，１′）が焼結によっ
て製造されていることを特徴とする請求項１〜６のいず
れか一つに記載の装置。 - 【請求項８】 吸収体（１，１′）が微細孔を有する焼
結粒子（７）によって、二様式の多孔構造を有すること
を特徴とする請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 吸収体（１，１′）の平均の孔の大きさ
が精々１０μｍであることを特徴とする請求項１〜８の
いずれか一つに記載の装置。 - 【請求項１０】 吸収体（１，１′）がアルミン酸リチ
ウム、場合によってはリチウムを混入した酸化セリウ
ム、酸化ジルコニウムまたはジルコン酸塩リチウムから
なっていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一
つに記載の装置。 - 【請求項１１】 電極（５，６）が棒状に形成されてい
ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記
載の装置。 - 【請求項１２】 電極（５，６）が焼結体によって形成
されていることを特徴とする請求項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 対をなして分配された電極を形成する
ために、吸収体（１′）が電極材料からなる複数の多孔
性層（１１）を備え、この層の間に多孔性分離層（１
２）が設けられ、電極材料層（１１）が排気ガスを流通
させるガス通路（２′）を備えていることを特徴とする
請求項１〜９のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項１４】 電流供給部（１３，１４）が外側の両
電極材料層（１１）に接続されていることを特徴とする
請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 電極材料がリチウムをドーピングした
酸化ニッケルまたはリチウムメタライトであることを特
徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項１６】 電極（５，６）または電極材料層（１
１）が内燃機関（１５）を備えた自動車の搭載電気系に
接続可能であることを特徴とする請求項１〜１５のいず
れか一つに記載の装置。 - 【請求項１７】 硝酸塩と亜硝酸塩を分解するのに必要
な電位を発生するために、局所電池を形成する異なる電
極材料が設けられていることを特徴とする請求項１〜１
５のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項１８】 酸化触媒（１６）を備えた自動車の排
気ガス処理装置で使用されることを特徴とする、請求項
１〜１７のいずれか一つに記載の装置の用途。 - 【請求項１９】 オットーリーンエンジンとディーゼル
エンジンの排気ガスからＮＯX を除去するために使用さ
れることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一つ
に記載の装置の用途。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19651492A DE19651492B4 (de) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Vorrichtung zur NOx-Entfernung aus dem Abgas von Verbrennungsmotoren |
| DE19651492:4 | 1996-12-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10249150A true JPH10249150A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3357281B2 JP3357281B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=7814371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34024097A Expired - Fee Related JP3357281B2 (ja) | 1996-12-11 | 1997-12-10 | 内燃機関の排気ガスから窒素酸化物を除去する装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5942099A (ja) |
| EP (1) | EP0847793B1 (ja) |
| JP (1) | JP3357281B2 (ja) |
| AT (1) | ATE322937T1 (ja) |
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| DE (2) | DE19651492B4 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE19801410C1 (de) * | 1998-01-16 | 1999-03-11 | Daimler Benz Ag | Abgasreinigungsanlage für einen Verbrennungsmotor |
| DE10021071C1 (de) * | 2000-04-29 | 2002-03-07 | Omg Ag & Co Kg | Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus einem Sauerstoff enthaltenden Rauchgasstrom |
| DE10035188B4 (de) * | 2000-07-20 | 2005-12-22 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen NOx-Entstickung |
| DE10049177B4 (de) * | 2000-10-05 | 2005-02-10 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen elektrochemischen Entstickung mittels Wechselspannung und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens |
| JP3794468B2 (ja) * | 2000-12-19 | 2006-07-05 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
| JP3821357B2 (ja) | 2001-01-17 | 2006-09-13 | 株式会社豊田中央研究所 | 溶融塩型触媒 |
| DE10201357B4 (de) * | 2002-01-16 | 2004-07-08 | Aneziris, C.G., Prof. Dr.-Ing. habil. | Verfahren zur Metall- und/oder Schlackenschmelzefiltration |
| US7547408B1 (en) * | 2006-07-28 | 2009-06-16 | General Electric Company | Process for reducing non-uniformities in the density of sintered materials |
| JP5544456B2 (ja) * | 2007-09-21 | 2014-07-09 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 貴金属ナノ構造体及び電気化学リアクター |
| UA109657C2 (uk) * | 2010-04-02 | 2015-09-25 | Огайо Юніверсіті | Селективне каталітичне відновлення шляхом електролізу сечовини |
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| FR2961253A3 (fr) * | 2010-06-14 | 2011-12-16 | Renault Sas | Dispositif d'elimination des molecules odorantes contenues dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne |
| DE102021122188A1 (de) | 2021-08-26 | 2023-04-06 | Tsakos Gas Partners Ltd. | Abgasreinigungssystem für ein Handelsschiff, Handelsschiff und Verwendung von mindestens einem Absorptionsmittel |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3847672A (en) * | 1971-08-18 | 1974-11-12 | United Aircraft Corp | Fuel cell with gas separator |
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| US4617029A (en) * | 1985-03-01 | 1986-10-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for gas separation |
| US4738760A (en) * | 1987-09-01 | 1988-04-19 | Institute Of Gas Technology | Electrochemical separation of oxygen |
| US4908113A (en) * | 1987-09-01 | 1990-03-13 | Institute Of Gas Technology | Apparatus for the electrochemical separation of oxygen |
| US5009763A (en) * | 1989-04-24 | 1991-04-23 | Advanced Technologies Management, Inc. | Honeycomb solid oxide electrolytic cell assembly and method |
-
1996
- 1996-12-11 DE DE19651492A patent/DE19651492B4/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-12-04 DE DE59712617T patent/DE59712617D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-04 AT AT97121271T patent/ATE322937T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-12-04 EP EP97121271A patent/EP0847793B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-10 JP JP34024097A patent/JP3357281B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-11 US US08/989,023 patent/US5942099A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-11 CA CA002224513A patent/CA2224513C/en not_active Expired - Fee Related
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