게시 및 게시 날짜 : 2014/07/03

백금 그룹 사용을 50%줄이기위한 에볼루션 바카라 성능 유지

-나노 입자 에볼루션 바카라의 질량 생산을위한 효과적인 준비 방법-


  Nedo Project에서 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (독일)는 에볼루션 바카라 준비 방법 (표면 폴리올 감소 방법)

이번에 개발 된 표면 폴리올 감소 방법을 사용함으로써, 기존의 제조 방법과 비교하여 비슷한 성능을 갖는 에볼루션 바카라를 50%로 생성 할 수있다 또한, 내열성이 향상되고 대량 생산이 우수하기 때문에, 우리는 배기 가스 정제 에볼루션 바카라의 실질적인 사용을 돕기 위해 대량 생산 테스트와 에볼루션 바카라의 실제 차량 평가를 계속 수행 할 것입니다

이번에 개발 된 표면 폴리올 감소 방법에 의해 제조 된 디젤 산화 에볼루션 바카라의 사진
그림 1 이시기에 개발 된 표면 폴리올 감소 방법에 의해 제조 된 디젤 산화 에볼루션 바카라

표면 폴리올 감소 방법에 의해 제조 된 고귀한 금속 나노 입자지지 된 에볼루션 바카라의 특성
그림 2 에볼루션 바카라 금속 나노 입자의 특성이 표면 폴리올 감소 방법에 의해 제조 된 에볼루션 바카라 지원


1 개요

 플래티넘 그룹 요소중 하나 인 Platinum은 오랫동안 보석 품목으로 오랫동안 소중 해 왔지만 산업적으로 매우 유용하며 배기 가스 및 화학 산업의 정제를 위해 에볼루션 바카라 및 전자 장비 부품에 널리 사용됩니다 특히, 자동차 배기 가스 정제 에볼루션 바카라는 백금 수요의 거의 절반을 차지합니다 신흥 국가의 자동차 배기 가스 규정이 예상되고 전 세계 자동차 수가 증가함에 따라 제한된 생산국 및 생산 회사로 인해 백금 및 팔라듐과 같은 미래의 공급 문제에 대한 우려가 있습니다 따라서, 다량의 백금을 사용하여 디젤 산화 에볼루션 바카라에 사용되는 백금의 양을 감소시키는 것은 긴급한 문제가되었습니다

Nedo의 "희귀 금속 대체 재료 개발 프로젝트"와 관련하여 국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (독일)는 다음과 같이 말합니다디젤 산화 에볼루션 바카라9492_9560

디젤 산화 에볼루션 바카라는 배기 가스로부터 그을음을 수집하는 디젤 입자 필터를 재생시킬 때 고온에 노출되므로 에볼루션 바카라 인 백금 입자는 열로 인해 (열 분해) 집계 (열 분해)입니다 많은 양의 백금이 에볼루션 바카라 성능의 악화를 보상하기 위해 사용됩니다 따라서, 에볼루션 바카라 (백금 입자)의 내열성을 개선하는 것은 사용 된 백금 그룹의 양을 줄이는 데 열쇠이다

이 프로젝트의 상반기의 기본 연구에 따르면 백금 및 팔라듐으로 만든 나노 입자 에볼루션 바카라는 내열성을 개선하는 데 효과적이라는 것이 밝혀졌습니다 따라서 실질적으로 사용하기 위해 대량 생산에 적합한 제조 공정을 개발하기 위해 노력했습니다

2 이번에는 결과

이번에는 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (독일)는 백금-팔라디움 (귀금속) 나노 입자 에볼루션 바카라의 질량 생산 공정으로 표면 폴리올 감소 방법을 개발했습니다 (그림 3) 구체적으로, 먼저, 고귀한 금속 염의 수용액을 소량의 폴리올 환원제 (예 : 에틸렌 글리콜과 같은)와 함께 첨가하고 에볼루션 바카라 담체 알루미나 분말로 함침하여 현탁액을 가열하여 건조 분말을 형성한다 다음으로,이 분말이 질소 스트림에서 가열 될 때, 분말의 표면에 남아있는 폴리올 환원제는 폴리올 환원 반응을 유발하고, 고귀한 금속 염은 담체 표면의 고귀한 금속 나노 입자로서 침전된다 마지막으로,이 분말은 고온에서 가열되어 남은 폴리올 감소 제 등을 제거하고 귀금속 나노 입자가 얻어진다지원에볼루션 바카라가 준비되었습니다

표면 폴리올 감소 방법의 개략도
그림 3 표면 폴리올 감소 방법의 개요

투과 전자 현미경 (TEM)을 사용하여 이러한 방식으로 제조 된 에볼루션 바카라를 관찰하면, 균일 한 입자 크기를 갖는 백금 나노 입자 (약 3nm)가 알루미나 분말의 표면에 직접 증착되었음을 확인했다 (도 4)

이번에 개발 된 에볼루션 바카라 제조 방법은 실제 에볼루션 바카라를위한 기존의 제조 공정과 유사하므로 대량 생산이 가능하며 실제 사용에 필요한 것으로 생각됩니다

또한,이 표면 폴리올 감소 방법에 의해 제조 된 백금-팔라듐 복합 나노 입자 에볼루션 바카라는 백금-팔라디움을 50%감소 시켰지만, 종래의 방법을 사용하여 제조 된 에볼루션 바카라와 비교할 수있는 탄화수소 정제 성능을 나타내는 것으로 확인되었다 (도 5) 이것은 표면 폴리올 감소 방법에 의해 제조 된 백금-팔라디움 복합 나노 입자 에볼루션 바카라의 경우이다함침 방법에볼루션 바카라보다 높은 온도로 인한 귀금속 입자의 경우소결(소결에 의한 곡물 성장)가 억제되고 에볼루션 바카라 반응에 필요한 귀금속 입자의 표면적이 유지 될 수 있습니다 또한, 내열성의 개선은 백금-팔라듐 복합 나노 입자가 소결에 덜 민감한 크기와 합금 백금 및 팔라듐에 의한 소결을 억제하는 효과가 있다는 사실에 기인한다고 생각된다

이 기술은 이번에 개발 된이 기술은 매우 강력한 고유 한 귀금속 나노 입자지지 에볼루션 바카라의 대량 생산을위한 길을 열어줍니다 이 기술을 사용하여 제조 된 에볼루션 바카라가 디젤 산화 에볼루션 바카라로 사용될 수 있다면, 내열성을 개선하여 사용되는 귀금속의 양을 크게 줄일 것으로 예상 될 수있다

폴리올 감소 후 에볼루션 바카라의 TEM 이미지 다이어그램에서 백금 나노 입자 사진
그림 4 폴리올 감소 후 에볼루션 바카라의 TEM 이미지
그림의 검은 입자는 백금 나노 입자입니다
  함침 및 표면 폴리올 감소 방법에 의해 제조 된 에볼루션 바카라의 고온 내구성 시험 후 탄화수소 정제 성능의 비교
그림 5 함침 및 표면 폴리올 감소 방법에 의해 제조 된 에볼루션 바카라의 고온 내구성 테스트 후 탄화수소 정제 성능의 비교 (고온 내구성 시험 조건 : 50 시간 동안 750 ° C에 대해 공기에 걸려

 

3 미래 계획

디젤 엔진 배기 가스를 사용하여 정제 테스트에서 충분한 성능을 보장하기 위해 공정 조건 등을 최적화하여 에볼루션 바카라의 내열성 및 에볼루션 바카라 성능을 더욱 향상시킬 것입니다 이는 실제 사용을 견딜 수있는 성능을 달성하고 실제 사용을위한 대량 생산 기술을 확립 할 것입니다

또한 자동차의 연료 효율을 크게 향상시킬 것으로 예상되는 배기 가스 온도를 줄이기 위해 귀금속이 덜 사용 되더라도 저온 배기 가스를 처리 할 수있는 고성능 에볼루션 바카라를 생성 할 수 있습니다



용어집

◆ Nedo Project
"희귀 금속 대체 재료 개발 프로젝트"2008-2015 이 결과는 2009 년에서 2013 년 사이에 실시 된 연구 개발 항목을 통해 이루어졌으며, "배기 가스 정제를위한 백금 그룹 사용 및 대체 재료 / 기술 개발을위한 플래티넘 그룹 사용을 줄이기위한 기술 개발은 디젤 배기 가스 정제 에볼루션 바카라를위한 백금 그룹 사용을 줄입니다"[참조로 돌아 가기]
◆ 표면 폴리올 감소 방법
이것은 폴리올 (폴리 히드릭 알코올)이 귀금속과 같은 이온을 금속으로 감소시키고 귀금속 나노 입자를 준비하는 방법 중 하나로도 알려진 반응입니다 이번에 개발 된 방법은 고귀한 금속 나노 입자가 에볼루션 바카라 지지대의 표면에 직접 증착되고지지되는 제제 방법으로, 다수의 귀금속 (예 : 백금 또는 팔라디움)의 복합체로 만들어진 나노 입자가지지 될 수있다 이 방법에 의해 제조 된 에볼루션 바카라는 높은 내열성을 가지므로, 사용 된 백금 그룹 금속의 양은 종래의 함침 방법을 사용한 에볼루션 바카라에 비해 상당히 감소 될 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 플래티넘 그룹 요소
5 번째 및 6 번째 요소, 루테늄, 오스마늄, 로듐, 이리듐, 팔라듐 및 백금을 포함하여주기 테이블의 6 가지 요소에 대한 일반적인 용어이며, 물리적 및 화학적 특성이 매우 유사하기 때문에 그룹으로 분류됩니다 둘 다 귀중한 금속이며 화학적 안정성이 매우 높습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 디젤 산화 에볼루션 바카라
대형 디젤 엔진 배기 가스를 정제하는 시스템은 본질적으로 디젤 산화 에볼루션 바카라 (DOC), 디젤 입자 필터 (DPF) 및 선택적 감소 에볼루션 바카라 (SCR)로 구성됩니다 DOC에서, 알루미나-지지 된 백금 에볼루션 바카라가 사용되며, 주로 불완전한 탄화수소와 불완전하게 연소 된 일산화탄소를 산화시켜 이산화탄소로 전환시킨다 또한, DPF에 퇴적 된 배기 가스에서 화를 태우고 제거하고 DFP를 재생하는 고열을 생성하는 기능이 있습니다 고열을 생성하기 위해, 다량의 연료 (Unburned 탄화수소)가 DOC에 일시적으로 공급되며 지원되는 백금에 격렬하게 연소됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 지원
알루미나 또는 실리카와 같은 지지대의 표면에 많은 수의 미세 입자로서 많은 수의 미세 입자로 별도로 산란 된 금속의 활성 성분 인 금속과 산화물을 고정하고 고정시킨다[참조로 돌아 가기]
◆ 함침 방법
백금 산화 에볼루션 바카라와 같은 금속 에볼루션 바카라에서, 활동을 개선하고 성능의 저하를 억제하기 위해 안정적으로 유지하기 위해 에볼루션 바카라 활성 부위 인 금속 표면의 영역을 증가시켜야한다 따라서, 그것은 일반적으로 큰 특이 적 표면적을 갖는 산화물을 사용하고 지지대로서 열적으로 안정적으로 수행되며, 금속 에볼루션 바카라는 지지대 표면의 미세 입자 형태로지지된다 함침 방법은 이러한지지 된 에볼루션 바카라를 제조하는 전형적인 방법이다 지지대 인 알루미나와 같은 산화물은 에볼루션 바카라 성분 인 원소의 수성 용액에 담그고 금속 염을 임신 한 다음 산화물이 건조로 증발하고 금속 종에 따라 산화물 금속 입자가 산화물 지지대에지지된다[참조로 돌아 가기]
◆ 소결
이것은 금속 또는 세라믹의 입자가 결합되어 용융점보다 낮은 온도로 가열 될 때 하나의 더 큰 입자를 형성하고 소결이라고도합니다[참조로 돌아 가기]


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