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大野 瞳*; 竹中 啓恭*; 喜多 知輝*; 谷口 昌司*; 松村 大樹; 西畑 保雄; 日野 竜太郎; Reinecke, E.-A.*; 高瀬 和之*; 田中 裕久*
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 11(1), p.40 - 45, 2019/05
Safety management technology of hydrogen gas is extremely important not only for nuclear power generation but also for future society. A brand-new passive autocatalytic recombiner (PAR) system utilizing the monolithic "intelligent catalyst" has been studied for the long-term storage of high-concentration radioactive materials related to the decommissioning of nuclear reactors. The monolith-type automotive catalyst showed high hydrogen conversion activity from a room temperature in a large scale reactor of REKO-4. It became clear that natural convection by reaction is greatly improved by roughening the cell density of the monolith catalyst especially under static environmental conditions such as in a storage container. Taking advantage of this superior catalytic property, we aim to complete the safety technology for storage containers at an early stage and advance the development of highly active catalyst from further low temperature.
西畑 保雄; 田中 裕久*; 御立 千秋*; 笠井 秀明*
工業材料, 62(5), p.41 - 44, 2014/05
自動車排ガスを浄化するための触媒にはパラジウム、白金、ロジウム等の貴金属が使用されており、全世界の年間需要の半分以上をその用途に充てられている。その貴金属を銅、ニッケル、鉄等のユビキタスな元素に置き換える技術が望まれている。ガス分子と反応するためには、金属元素のd軌道のエネルギー準位がフェルミ準位近傍にあることが必要で、遷移金属元素の電子状態を修正する必要がある。そこで、実環境ではどうしても避けられない酸素原子の存在を前提とし、酸化銅を利用して銅の電子状態を理論的に設計した。金属粒子-担体間の相互作用、金属粒子の合金化等の方法により、酸化銅の表面を改質できることを実験的に示した。この銅系新触媒は、エンジン定常状態において高い浄化率を示し、初期性能としては白金と遜色ない性能が得られた。
田中 裕久*; 西畑 保雄
工業材料, 50(13), p.35 - 38, 2002/12
触媒におけるインテリジェンスとは使用される環境変化を敏感に察知して、自らの構造や機能を変えてその環境に常に適切な性能を発揮する能力といえる。現在の自動車用ガソリンエンジンはジルコニア酸素センサーを用いて、空気と燃料の比率(空燃比A/F)が化学的に等量点となるよう電子制御され、排ガス浄化触媒は常に1
4Hzといった周波数で酸化還元変動雰囲気にさらされている。この酸化と還元という環境変化を利用した「自己再生」により、永遠の寿命を実現することが自動車触媒の持つことのできる真のインテリジェンスと考えている。われわれはこの触媒を「インテリジェント触媒」と名付け2002年秋に世界で初めて実用化に成功した。本稿ではインテリジェント触媒の研究開発について紹介する。
西畑 保雄; 田中 裕久*
SPring-8利用者情報, 7(6), p.359 - 363, 2002/11
自動車排ガス中に含まれる窒素酸化物,一酸化炭素,未燃焼燃料などの有毒ガスを浄化するために触媒変換器が広く用いられている。しかしながら実際は、使用中における貴金属粒子の成長が起こるために活性が劣化する。劣化しない触媒は自動車工業における賢者の石である。古代インド哲学と薬学の知恵(アーユルヴェーダ)を参考にし、新しい自己再生するペロブスカイト構造の触媒を開発した。LaFe
Co
Pd
O
は最新式のガソリンエンジンからの排ガスの酸化還元雰囲気の自然な変動と直接相互作用することにより、特別な操作を行うことなしに、自己再生を行う。ペロブスカイト結晶の内外をパラジウムが行き来することにより、パラジウムの粒成長を抑制することができる。そのような自己再生現象により、インテリジェント触媒という、将来の自動車触媒の開発に新しい概念を提唱する。
