栃木県産業技術センター 研究報告 No.13（2016） 省貴金属対応・小型・軽量・高性能 自動車排気ガス浄化装置の技術開発 研究開発期間 平成 26 年度∼平成 27 年度 分 野 精密加工 触媒性 るにはセ 向になる 且つ入口 ある。そ を触れや 従来型よ 川下の抱える課題及びニーズ ◦川下分野横断的な共通の事項 高機能化・精密化・軽量化 / 新たな機能の実現 / 品質の安定性・ 安全性の向上 / 環境配慮 / 生産性・効率化の向上、低コスト化 高度化目標 品質の安定性・安全性の向上 / 環境配慮の取組 / 生産性・効率 化の向上、低コスト化 研究開発の背景及び経緯 グラフ1 アジア5か国台数推移 図1 ベトナムバイク写真 地球環境の悪化が深刻化している中、自動車の内燃機関 は当面環境対応しつつ存在し続けると考えられる。 環境対応を飛躍的に向上させているのは、排出ガスを浄 化する触媒技術である。排出ガス用の触媒とは、排気ガス 中の有毒ガスを触媒により無害な物質に化学変化させるも ので、触媒物質としては、白金、パラジウム、ロジウムの 三種類の貴金属が使用されている。これら貴金属の用途別 割合では、白金の55%、パラジウム54%、ロジウムの86% が自動車排気ガス触媒に使われている。 自動車の普及は増加の傾向であり、二輪車の生産は中国、 インド、アジア、アフリカは二桁オーダーで生産が増加し、 そのほとんどで排気浄化システムが採用されていない実態 があり、環境悪化の原因になっている。 不採用の要因は技術面より価格面が大きく、安くて高性 能な浄化装置の出現が待たれている。 従来の排気ガス浄化システムコストは、使用する触媒貴 金属の材料費が80%に達している。コスト削減は貴金属の 使用量を削減するしかない。その為に触媒内の排ガス流を 変化させ、排ガス浄化効率向上を図り、使用貴金属量を削 減するものである。 排ガスの流れを変える方法として、担体外筒にステンレ スのメッシュを螺旋形状に成型し、メッシュの固定とガス の分散を狙ったセパレーターとの組み合わせ構造を採用し た。さらに触媒を担体に担持させる従来のウォッシュコー ト法に加え、メッシュとセパレーターに直接触媒金属を めっきする試みも行っている。 すなわち本研究は、排ガスの流れを変化させ浄化効率を あげて小型化を図り使用貴金属を少なくする事と、担体へ の貴金属めっきを確立し、より少ない量を無駄なく担持す る事によりコストを削減するものである。 研究開発の概要及び成果 更に触 する方法 メリット 事業 図2 本研究開発の概要 86 関東経済産業局 戦略的基盤技術高度化支援事業 研究開発成果事例集 （平成25年度～平成26年度採択事業）から抜粋 － 30 － ◎所 ◎担 ◎T ◎プ ◎プ ◎主 栃木県産業技術センター 研究報告 No.13（2016） 26年度採択 補助事業 触媒性能は担持貴金属量に左右されるので、性能を上げ るにはセルを極力小さくし数を増やし、触媒面積を稼ぐ方 向になる。従来構造では、排ガスはセル間の移動ができず、 且つ入口から出口まで排ガスが触媒金属と触れない部分も ある。そこで本開発では排気ガスの流れを変え、触媒金属 を触れやすくする構造を採用した。結果、触媒浄化効率が 従来型より優れる事が実証できた。 開発された製品・技術のスペック 使用貴金属量1/3で従来品と同等浄化性能のキャタライ ザーの開発ができた。 拠ってコストの約80%を占める貴金属量を1/3に低減す ることで全体コスト目標1/2達成の目途がついた。 精密加工 る触媒貴 貴金属の ガス流を 属量を削 図4 従来品との比較写真 ステンレ 定とガス を採用し シュコー 媒金属を グラフ2 性能比較-1 化効率を 、担体へ く担持す 図3 メッシュ構造 更に触媒金属の担持について、担体に触媒金属をめっき する方法についても開発を進めている。めっき担持の最大 メリットは、使用貴金属量を微調整できる事である。 グラフ3 性能比較-2 この研究へのお問い合わせ 事業管理機関名 一般財団法人地域産学官連携ものづくり研究機構 ◎所在地：〒 373-0057 群馬県太田市本町 29-1 ◎担当者：佐藤 純一 ◎ TEL：0276-50-2100 ◎ FAX：0276-50-2110 ◎ E-mail：[email protected] ◎プロジェクト参画研究機関（大学、公設試等） ：国立大学法人群馬大学、学校法人上智学院、群馬県立群馬産業技術センター、 栃木県産業技術センター ◎プロジェクト参画研究機関（企業） ：株式会社深井製作所、株式会社エコラ・テック ◎主たる研究実施場所：株式会社深井製作所 関東経済産業局 戦略的基盤技術高度化支援事業 研究開発成果事例集 （平成25年度～平成26年度採択事業）から抜粋 － 31 － 87
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