新酸素吸蔵材料

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新酸素吸蔵材料の開発背景

CeO₂-ZrO₂固溶体（CZ）は、自動車用3way触媒において、変動する排気の雰囲気を調整します。浄化活性においては、特に窒素酸化物（NOx）の還元活性を保持する機能、酸素貯蔵能（OSC）を持っています。近年、厳しさを増す“排ガス規制”への対応のため、NOxの排出を低減する技術が求められており、当社では、排出ガス中の酸素濃度変動域での「NOx排出挙動」に着目し、従来材料より“酸素濃度変動時の活性領域を拡大する”ことを目指し、酸素濃度変動時の活性領域を拡大した材料「新酸素吸蔵材料」(＝pCP：persistent Ceria-Zirconia Pyrochlore type solid solution) の開発に成功しました。この技術は、2015年3月『豊田中央研究所』『トヨタ自動車』『キャタラー』の共同で、日本化学会化学技術賞、2016年6月、『第70回日本セラミックス協会賞“技術賞”』を受賞しました。

酸素濃度変動時の
活性領域を拡大した材料

触媒を加工する際、従来材料を使用した場合『酸素の吸蔵能力が低い』ため、酸素が吸蔵能力以上に流入した際、貴金属は酸化されるため不活性状態となり、窒素酸化物（NOx）の浄化ができませんでした。当社が開発した『新酸素吸蔵材料（pCP）』は、酸素吸蔵能力が『遅い』ことに加え『大容量』のため、過剰な酸素を吸蔵することが可能になりました。
つまり、貴金属が金属状態を保つことができ、活性状態が保持されるため『NOx』を浄化できることができます。

ホタル石構造

パイロクロア構造

新酸素吸蔵材料の効果

当社が開発した新酸素吸蔵材料は、従来材料に比べ“酸素吸蔵特性”が「遅い」ことに加えて「大容量」のため、従来材料に比べて開発材料の方が、触媒として欲しい“酸素吸蔵特性”により近づけることができます。したがって、酸素濃度変動域での「NOx」の排出を大幅に抑制することも可能となりました。