게시 및 게시 날짜 : 2008/04/14

개발 된 고효율 NOX 분해 및 정제 전기 화학 안전한 바카라 사이트기

-실질적인 저온 작동-자동차 배기 가스 처리 장비에 대한 예상되는 적용-

포인트

  • NOX를 분해하는 나노 구조화 된 전극은 상당히 낮은 온도 작동과 더 높은 효율의 조합을 달성합니다
  • 디젤 배기 가스와 같은 고농도의 산소가 공존하더라도 정화 용량을 유지합니다
  • 개선 된 NOX 정제 성능은 디젤 차량 및 기타 차량의 연료 효율 향상에 기여합니다


요약

바카라 커뮤니티 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "AIST")고급 제조 프로세스 연구 부서[Research Division Director Mitome Hideto] 기능 모듈화 연구 그룹 [연구 그룹 디렉터 Awano Masanobu] Hamamoto Koichi 연구원은 디젤 차량의 배기 가스에 포함되어 있습니다질소 산화물 (NOX)저온 및 고효율에서 분해 및 정화전기 화학 안전한 바카라 사이트기

이 전기 화학 안전한 바카라 사이트기는 디젤 비히클 배기 가스에서 NOX를 분해 할 수 있으며, 여기서 고농도 (약 20%)의 산소가 250 ° C 이하로 존재합니다 또한 배기 가스를 정화하는 데 필요한 에너지가 감소하여 연료 효율을 향상시키는 데 기여할 수 있습니다 따라서 항공 환경 보존 및 공동2감소와 결합 할 수있는 시스템을 구축 할 수 있으며, 미래의 배기 가스에 대한 법적 규정을 강화하는 예상 트렌드로 인해 디젤 차량의 현재 배기 가스 청정기가 대체 될 것으로 예상됩니다

또한이 연구의 결과는 Hanover Messe 2008에 전시 될 예정이며, 이는 2008 년 4 월 21 일부터 25 일까지 독일 하노버에서 개최 될 예정입니다

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개발 된 전기 화학 안전한 바카라 사이트기의 개략도


개발의 사회적 배경

지구 온난화를 예방하고 환경을 보존하기 위해 자동차 연료의 효율성을 높이고 환경 영향을 줄이는 데 강력한 수요가 있습니다 CO2질소 산화물 (NOX)과 같은 환경 오염 물질의 배출 감소 및 감소와 관련하여 법적 규정이 전 세계적으로 강화되고 있습니다

연료 효율 향상,Lean Burn (Lean Burn)ya일반적인 레일 디젤와 같은 고효율 엔진에 대한 연구 적극적으로 수행되고 있습니다 그러나 이러한 고효율 엔진은 연소 온도 및 압력 증가로 인해 NOX 배출량을 증가시킵니다 또한, 배기 가스의 산소 농도는 높기 때문에 종래의 산소 농도는 동일합니다3 방향 촉매NOX를 적절하게 분해 할 수 없으므로 개선 된 연료 효율과 배기 가스 정제를 달성하기가 어렵습니다 현재 고농도 산소가있는 유망한 NOX 정제 기술로서NOX 침술 선택적 감소 촉매와 같은 개발은 비록 진행 중이며 현재 제어를 수행 할 수 없으며, 환원제로 사용되는 과도한 연료 소비 및 암모니아의 사용으로 인한 2 차 유해 물질의 방출과 같은 많은 문제가 있습니다 고효율 엔진을 실질적으로 구현하려면 배기 가스 규정의 강화에 안전한 바카라 사이트하는 혁신적인 NOX 정제 기술을 구축해야하며,이를 실현하는 것이 매우 바람직합니다

특히 일본에서는 도시 지역의 저속 및 단기 여행이 많이 있으며, 차세대 디젤 엔진도 개발되고 있으며 교통 조명에서 엔진을 반복적으로 정지하고 시작하고 저온 자동차 배기 가스에서 NOX를 효율적으로 청소하는 기술에 대한 강력한 요구가 있습니다

연구 기록

AIST는 2001 년에 새로운 배기 가스 정제 시스템을 공개 할 것입니다전기 화학 안전한 바카라 사이트소프트 전해질의 전기 화학 안전한 바카라 사이트기를 성공적으로 개발했습니다 유형, 산소의 존재하에 고도로 선택적 분해 및 NOX를 제거 할 수 있습니다 그러나이 안전한 바카라 사이트기의 작동 온도를 낮추는 것은 어렵고 실제적인 사용에 대한 방해가되었습니다 따라서, 본 발명자들은 NOX의 높은 선택적 분해 메커니즘에 대한 분석 연구를 기반으로 새로운 전극 구조를 고안하고 저온에서 작동 할 수있는 고효율 NOX 분해 및 정제 안전한 바카라 사이트기를 개발했습니다

연구 컨텐츠

전기 화학 안전한 바카라 사이트기의 안전한 바카라 사이트 전극 (캐소드)에서, 배기 가스에서 NOX 및 공존 산소의 분해는 기본적으로 동일한 안전한 바카라 사이트점에서 동시에 발생한다 따라서, 안전한 바카라 사이트점에서의 분해 활성이 NOX에 대한 높은 선택성을 갖지 않으면, 전기 가스에서 공존하는 산소의 분해는 NOX보다 약 1000 배 더 높다 (캐소드에서의 산소 이온 O)2-|로 이온화 후 양극의 산소 분자 O 전해질을 통해 전달됩니다2방출 AS : 이온 펌핑)는 대부분의 전력을 소비합니다

우리 그룹이 개발 한 NOX 분해 원자로의 경우 전해질이 저온에서 작동하는 데 사용됩니다산소 이온 전도도의 더 높은 재료로 교체합니다 저온에서 작동 할 수 있지만 공존하는 산소의 분해가 우세하여 NOX에 대한 선택적 분해가 갑자기 감소합니다

이 연구에서는 산소 이온 전도도가 높은 전해질이 사용되지만 안전한 바카라 사이트 전극의 나노 구조화로 인해 안전한 바카라 사이트점이되는 전극-전해질 가스 상으로 구성됩니다3 상 인터페이스의 양과 활성을 증가시키는 동안, NOX 분해가 주로 발생하는 전극 부분에서 대기를 형성하여 이전보다 상당히 낮은 온도에서 작동 할 수 있습니다

생산 된 전기 화학 안전한 바카라 사이트기는 고체 전해질 기판으로서 높은 산소 이온 전도도를 갖는 가돌리니아-어드먼트 CERIA (GDC)를 사용하고, 양쪽에 NOX 선택적 분해 기능을 갖는 안전한 바카라 사이트 전극 층스크린 인쇄 방법안전한 바카라 사이트 전극 층은 GDC 및 전자 전도 재료의 복합재이며, 전기 화학적 처리에 의해, 약 10 nm의 직경을 갖는 미세한 선형 전기 전도성 재료가도 1에 도시 된 바와 같이 골격 구조에 얽혀있는 3D 나노 네트워크 구조이다 1a는 입자 직경이 약 500 nm 인 GDC 입자가 연결된 것으로 형성된다 이 얇은 선형 전자 전도성 물질은도 1에 도시 된 바와 같이, 수 직경의 직경을 갖는 나노 입자 어셈블리로 구성된다 1B 이 구조는 전자 전도 경로를 보장하는 동시에, 얇은 와이어 표면의 표면이 얇은 와이어 표면의 기복으로 인해 NOX의 분해 안전한 바카라 사이트점 인 3 상 계면의 면적을 크게 증가시킬 수있게한다

이러한 나노 구조화 된 전극을 갖는 전기 화학 안전한 바카라 사이트기는 NOX에 대한 높은 안전한 바카라 사이트성을 나타내었고, 20% 산소에서 1000 ppm의 NO 가스를 정제 할 수 있었으며 (디젤 엔진 배기 가스의 실제 조성물보다 높은 산소 농도보다 높은 산소 농도), 250 ° C의 낮은 온도에서도 약 90%의 질소 이것은 기존의 촉매로 분해하기가 매우 어려운 조건입니다

도 3에 도시 된 바와 같이,이 전기 화학 안전한 바카라 사이트기는 이전에 AIST에 의해 개발 된 이전 전기 화학 안전한 바카라 사이트기와 비교하여 고농도의 산소 조건에서 성능이 저하없이 250 ℃에서 저온에서 작동 할 수 있으며, 그 당시에는 한 번에, 다음 세대와 같은 배기 가스에 대한 유망한 정제 기술로 간주됩니다

스캐닝 전자 현미경 이미지 및 전송 전자 현미경 이미지 및 도식 다이어그램
그림 1 A 안전한 바카라 사이트 전극의 단면의 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지 나노 페인 라인 전극은 표면에 퍼져 전해질 입자의 골격 구조의 갭이 퍼집니다 B 전자 전자 현미경 (TEM) 이미지 및 나노 와이어의 개략도 나노 와이어 전극은 직경의 여러 나노 입자로 형성된다

20% 산소 농도 및 250 ° C에서 분해 특성 다이어그램   NOX 분해 특성 비교
그림 2 산소 농도 및 250 ° C에서 분해 특성 없음   그림 3 NOX 분해 특성 비교

미래 계획

앞으로, 우리는 안전한 바카라 사이트 영역의 낮은 온도 작동과 더 높은 통합을 더욱 촉진하고, 내구성과 공존 가스의 영향을 평가하고, 필요한 개선 과정을 진행하여 실제 사용을 고려할 것입니다 또한, 지금까지 개발 된 매우 민감한 고속 NOX 센서 및 동시 NOX 정제 장치와 NOX 및 PM (미립자 탄소) 정제 장치의 기술을 통합함으로써 통합 전기 화학적 배기 가스 정화 장치로 개발하고 에너지 및 환경 문제에 기여할 수있는 기술로 설립하기를 희망합니다


터미널 설명

◆ 질소 산화물 (NOX)
자동차 엔진에서 배기 가스 등에 포함 된 "NOX"로 표시되는 가스 성분 그것은 약 수백 ppm의 배기 가스를 함유하고 있으며, 대기로 방출되면 광화 화학 스모그와 산성비를 유발할 수 있습니다 특히 디젤 차량의 배기 가스에서 NOX 및 PM (미립자 물질)을 정제하는 것은 긴급한 문제입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 전기 화학 안전한 바카라 사이트기
화학 에너지/전기 에너지 등의 직접 변환 안전한 바카라 사이트을 수행하는 장치, 이온 사이에 이온이 흐를 수있는 고체 전해질로 전극 (캐소드 및 양극)에서 전극 (음극 및 양극)에서 배열 된 전극 (음극 및 양극) 전기 에너지는 물질의 화학적 에너지에서 직접 생성되므로 안전한 바카라 사이트 효율이 높습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Lean Burn (Lean Burn)
엔진은 화학량 론적 공기 연료 비율보다 공기가 더 많은 지역에서 연소되어 연료 효율을 향상 시키지만 엔진 연소 온도 및 압력이 증가하여 질소 및 산소의 안전한 바카라 사이트에 의해 생성 된 열 누석의 방출이 발생합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 일반 레일 디젤
작동 조건에 따라 고압에서 연료를 주입하는 일반적인 철도 시스템을 사용하고 연소 효율이 가장 많이 달성 될 때 연소 챔버에 연료를 주입함으로써 개선 된 생산량과 연료 효율을 달성 할 수있는 공통 레일 시스템을 사용하는 동안 미립자 물질 (PM)과 검은 연기를 줄일 수있는 디젤 엔진[참조로 돌아 가기]
◆ 3 자 촉매
현재 휘발유 엔진 차량의 배기 가스 정제 장치를위한 가장 일반적인 시스템 배기 가스, 일산화탄소 (CO), 탄화수소 (HC) 및 질소 산화물 (NOX)에 함유 된 3 가지 주요 유해 물질을 동시에 산화 또는 감소시키는 촉매는 동시에 무해하게되도록한다 NOX는 질소로 감소됩니다 (N2) 및 산소 (O2)로 변경하고 각각을 분해하십시오 기능을 개선하려면 많은 양의 백금이 필요합니다[참조로 돌아 가기]
◆ NOX 침술 선택적 감소 촉매
무해한 질소 가스를 예방하기 위해 배기 가스의 NOX를 줄입니다 (N2)로 배출됩니다 환원제로서 탄화수소 (HC)를 사용한 선택적 환원 촉매 (린 노스 촉매)선택적 촉매 감소)의 조합입니다 정상 작동 (약물 연소) 동안 NOX는 질산염 형태로 촉매에 저장되며, NOX는 과도한 연료를 추가하여 환원 대기에서 간헐적으로 정제됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 전기 화학 안전한 바카라 사이트
전자와 이온이 전기 에너지 (예 : 물의 전기 분해를 통해 수소 및 산소 생성) 또는 역 안전한 바카라 사이트 (연료 세포와 같은 화학 안전한 바카라 사이트으로 전기 에너지 생성)을 사용한 산화 감소 안전한 바카라 사이트을 수행하는 등의 중요한 역할을하는 화학 안전한 바카라 사이트
질소 산화 질소 감소 여기 : 2NOX → XO2+ n2안전한 바카라 사이트이 이루어집니다[참조로 돌아 가기]
◆ 연질 전해질 (산소 이온 도체)
산소 이온을 고체로 흐르는 물질 고체 산화물 연료 전지 (SOFC)에 사용되는 지르코니아 (특히 YTTRIUM 안정화 지르코니아)는 대표적인 물질입니다 여기에 사용 된 가돌리니아에 대한 세리리아와 같은 저온에서 더 높은 이온 전도도를 갖는 재료가 개발 될 것으로 예상된다[참조로 돌아 가기]
◆ 산소 이온 전도도
물질의 산소 이온 O2-15902_15977[참조로 돌아 가기]
◆ 3 상 인터페이스
3 개의 접촉이 전극, 전자 공급 경로, 고체 전해질, 산소 이온의 전도 경로 및 분해 된 가스 분자의 공급 경로 인 부분 이곳은 전기 화학 안전한 바카라 사이트이 발생하는 곳이며, 이들 안전한 바카라 사이트 부분 중 다수가 형성되고 전자 및 산소 이온의 전도 저항이 낮아지고 가스의 확산 저항이 낮을수록 안전한 바카라 사이트이 더 많이 발생할 가능성이 높다[참조로 돌아 가기]
◆ 스크린 인쇄 방법
실크, 나일론, 폴리 에스테르, 금속 등으로 만든 스크린 (네트워크)은 프레임에 부착되어 화면의 눈이 어떤 패턴 으로든 마스크를 형성합니다 스크린과 기판이 겹치는 경우, 스크린이 상기로부터 잉크와 같은 원료를 공급하는 동안 스크린에 대해 스크린에 눌러지면 잉크 유사 원료는 스크린의 눈을 통해 압출되어 기판에 인쇄됩니다 이러한 인쇄 방법[참조로 돌아 가기]

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