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KAIST、自動車排気ガス浄化用のロジウムアンサンブル触媒を開発

POSTECHチームと共同で


韓国の研究チームが既存の単一原子触媒、ナノ粒子触媒の短所を補完し得る新たな概念の触媒を開発した。自動車の排気ガス浄化に活用できる見通し。

大徳所在のKAIST(シン・ソンチョル総長)は生命化学工学科のイ・ヒョンジュ教授がPOSTECHのハン・ジョンウ教授との共同研究を通じて分散度100%のロジウムアンサンブル触媒を開発したと7月23日に発表した。今回開発された触媒は自動車の排気ガス浄化反応でディーゼル酸化触媒に比べて50度低い温度で100%の変換率を達成した。

多様な不均一系触媒のうち貴金属触媒は高い活性を示し広く活用されているが、貴金属の稀少価値のせいで貴金属の使用効率を極大化することが必要となる。単一原子触媒はすべての金属原子が触媒反応に参加できるため広く使用されている。だが金属原子が独立的に存在しているのでアンサンブルが必要な触媒反応で性能を発揮できなかった。

プロピレン(C3H6)やプロパン(C3H8)などの炭化水素は代表的な自動車の排気ガスの汚染物質。必ず触媒酸化反応により二酸化炭素や水に変換したのちに排出せねばならない。炭化水素酸化反応には炭素-炭素、炭素-水素の結合を壊す必要があり、触媒反応のためには金属アンサンブルの場を確保せねばならない。

研究チームは100%の分散度をもつロジウムアンサンブル触媒を開発し自動車の排気ガス浄化反応に用いた。その結果、一酸化炭素(CO)、一酸化窒素(NO)、プロピレン、プロパンの酸化反応で優れた低温触媒の性能を示した。これは炭化水素の酸化反応性能のない単一原子触媒や低い金属分散度로により低温触媒性能の劣るナノ粒子触媒の短所を補完するもの。

研究チームはこの触媒が商用化されているディーゼル酸化触媒(DOC)よりも高い活性と耐久性をもち実際に自動車の排気ガス浄化に用いることが可能であると見ている。研究に当ったイ・ヒョンジュ教授は「既存の単一原子、ナノ粒子触媒とは異なる新たな金属触媒概念。自動車の排気ガス浄化触媒分野に産業的に利用できる可能性が高い」と話している。

研究結果は化学分野の国際学術誌『JACS(Journal of the American Chemical Society)』電子版に7月5日付で掲載された。





[2018-07-25]

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