Current state of the art and future needs for automotive exhaust catalysis
論文掲載先
Nature Catalysis
volume 2, pages554–557 (2019)
http://dx.doi.org/10.1038/s41929-019-0303-x
著者
Chemical Engineering Department, Ford Motor CompanyDearbornUSA
論文概要
For the foreseeable future, we will continue to rely on the internal combustion engine for mobility of people and goods. The ubiquitous three-way catalyst does not work below 350 °C, with appreciable O2, nor does it control soot. Low temperature catalysis, chemical trapping and filtration will grow in need, and represent research opportunitie
カテゴリー
Effect of Reductants on the NOx Storage Performance of a Pd/CZO Low Temperature NOx Adsorber
論文掲載先
Emission Control Science and Technology
June 2019, Volume 5, Issue 3, pp 215–224
https://doi.org/10.1007/s40825-019-00121-6
著者
Chemical Engineering Department, Ford Motor CompanyDearbornUSA
論文概要
Low temperature NOx adsorbers (LTNA) adsorb the NOx emissions from diesel engines during the cold start period and then thermally release the NOx when the downstream urea SCR system is operational. A degreened monolithic core sample of a LTNA with palladium on a ceria-zirconia washcoat (Pd/CZO) was evaluated for NOx storage performance under lean conditions using a reactor-based transient temperature test with and without different reductants [i.e., ethylene (C2H4), carbon monoxide (CO), hydrogen (H2), or a 3:1 CO:H2 mix]. Relative to tests without a reductant, all four reductants increased the amount of NOx stored on the LTNA. The NOx storage performance decreased gradually during consecutive tests. Lean methane (CH4) oxidation was used to probe the average oxidation state of the PdOx in the LTNA after the transient tests. The PdOx was reduced similarly on tests with NO alone and with NO and each reductant but significantly less with the reductant alone. NO alone reduced the PdOx by reacting with the PdOx to form NO2between 200 and 210 °C. CH4 oxidation tests were also performed after the bed temperature exceeded 185 °C on transient tests with and without the reductants (i.e., after the NOx storage period). There was little PdOx reduction with NO alone or reductant alone, but there was significant and similar PdOx reduction with NO and each reductant. This supported a mechanism where NO and the reductant interacted to form a chemical intermediate on a PdOx site, reducing the PdOx in the process. The oxidation state of the PdOx was also determined as a function of time during transient tests with and without the reductants. CO and CO/H2 reduced the PdOx more rapidly than C2H4 or H2, which correlated with the superior NOx storage performance with CO and CO/H2. It is proposed that the PdOx reduction was responsible for the gradual drop in NOx storage efficiency on consecutive tests. Consistent with that, the maximum performance could be recovered by oxidizing the catalyst between 700 and 750 °C. Future work includes a similar assessment of zeolite-based LTNAs which are more sulfur tolerant than ceria-based LTNAs.
Low temperature NOX Adsorber（LTNA）は、コールドスタート期間中にディーゼルエンジンからのNOx排出物を吸着し、下流の尿素SCRシステムが作動しているときにNOxを放出します。 セリア-ジルコニアウォッシュコート（Pd / CZO）にパラジウムを含むLTNAのコアサンプルを、異なる還元剤[エチレン（C2H4） 、一酸化炭素（CO）、水素（H2）、または3：1のCO：H2混合]について、還元剤なしのテストと比較して、4つの還元剤すべてがLTNAに蓄積されたNOxの量を増加させました。
テスト中に、NOx貯蔵性能は徐々に低下しました。
リーンでのメタン（CH4）酸化を使用して、過渡試験後のLTNAのPdOxの平均酸化状態を調べました。 PdOxは、NO単独およびNOと各還元剤を使用したテストでも同様に減少しましたが、還元剤単独では大幅に減少しました。 NO単独では、PdOxと反応して200〜210°CでNO2を形成することにより、PdOxを減少させました。 CH4酸化試験は、還元剤を使用した場合と使用しない場合の過渡試験でベッド温度が185°Cを超えた後（つまり、NOx貯蔵期間後）にも実行されました。 NO単独または還元剤単独ではPdOxの減少はほとんどありませんでしたが、NOおよび各還元剤ではPdOxの有意かつ類似した減少がありました。 これは、NOと還元剤が相互作用してPdOxサイトで化学中間体を形成し、プロセス中のPdOxを減らすメカニズムをサポートしていました。 PdOxの酸化状態は、還元剤を使用した場合と使用しない場合の過渡試験中の時間の関数としても決定されました。 COおよびCO / H2は、C2H4またはH2よりもPdOxを急速に減少させ、COおよびCO / H2との優れたNOx貯蔵性能と相関しました。
PdOxの低下は、テスト中でのNOx貯蔵効率の低下の原因であると提案されています。
それと一致して、700〜750℃で触媒を酸化することで最大の性能を回復できました。
今後の研究では、セリアベースのLTNAよりも硫黄耐性の高いゼオライトベースのLTNAにて同様の評価を行う。
カテゴリー
PNA
LTNA
論文検索先まとめ
MTZ worldwide
https://link.springer.com/journal/38313
Emission Control Science and Technology
https://link.springer.com/journal/40825
SAE paper
https://www.sae.org/publications/technical-papers
"catalyst"
SCR FORD,DAIMLER
ScienceDirect
Applied Catalysis A: General
https://www.sciencedirect.com/journal/applied-catalysis-a-general
Applied Catalysis B: Environmental
https://www.sciencedirect.com/journal/applied-catalysis-b-environmental
Catalysis Communications
https://www.sciencedirect.com/journal/catalysis-communications
Catalysis Today
https://www.sciencedirect.com/journal/catalysis-today
Journal of Catalysis
https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-catalysis
Microporous and Mesoporous Materials
https://www.sciencedirect.com/journal/microporous-and-mesoporous-materials
CLEERS
https://cleers.org/event/2019-cleers-workshop/
https://cleers.org/event/2018-cleers-workshop/
Chalmers university - Louise Olsson
https://www.chalmers.se/en/staff/Pages/louise-olsson.aspx
Politecnico di Milano - Isabella Nova
https://www.researchgate.net/profile/Isabella_Nova
Ford Motor Company - Christine Lambert
https://www.researchgate.net/scientific-contributions/2138077779_Christine_Lambert
University of Virgini - William S. Epling
https://www.researchgate.net/scientific-contributions/73455785_William_S_Epling
★The first Mercedez-Benz Four-cylinder Diesel Engine Complying with RDE Step2
論文掲載先:
MTZ worldwide
July 2019, Volume 80, Issue 7–8, pp 46–53
https://doi.org/10.1007/s38313-019-0076-2
The diesel engine OM 654q is the youngest member of the current Mercedes-Benz FAME engine family, which had its debut in January 2019 alongside the also newly developed 8-gear DCT dual clutch transmission 8G-DCT in the new B-class. The engine is lighter and more compact than its predecessor and therefore allows the positioning of exhaust gas aftertreatment components directly next to the engine.
著者:
Daimler AG.
カテゴリー:
Emission
SCRF
本：世界一速く結果を出す人は、なぜ、メールを使わないのか グーグルの個人・チームで成果を上げる方法
・時間を効率的に使うことで、より大きな仕事をして、より多くの人の役に立ち、多くの利益を上げる
この実現のためには・・・
・「1回」で終わらせることを考える
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・すべてに期限を設ける
・「プロトタイプ」でやりとりすれば仕事は速く回る
・不要な会議は、定例のものでもやめる
・論理や分析よりも「ひらめき」を活かす
・論理や分析は、他者や上司への説明に使う
・結論のない分析は意味がない。次のアクションをとるめたに分析する
・学び続けて、そして変わり続けていくこと
・ミーティング前の準備リスト
・何のために集まるのか？
・何を決めるのか？
・どんなアウトプットをしなければならないのか？
・そこから何を持ち帰るのか？
本：世界最高のチーム グーグル流「最少の人数」で「最大の成果」を生み出す方法
・「チームのパフォーマンスを高めるマネージャーの特性」
①よいコーチである
②チームを勢いづけて、マイクロマネジメントはしない
③チームのメンバが健康に過ごすこと、成果を上げることに強い関心を持っている
④生産的で成果主義である
⑤チーム内のよき聞き手であり、メンバーと活発にコミュニケーションしている
⑥チームメンバのキャリア形成を手助けしている
⑦チームのためのはっきりとしたビジョンや戦略を持っている
⑧チームメンバにアドバイスできる専門的技術・知識を持っている
・マネージャーが最低限やること
・チームのミッション（ビジョンと戦略）をちゃんと決めること
・そのミッションに向かっていくプロセスを管理すること
・メンバーを育成すること
・プレイング・マネージャーからポートフォリオ・マネージャーへ
・社内に限らず、社外の人材や組織、テクノロジーといったあらゆるリソースを活用して、いかに問題を解決していくか、いかに価値をつくっていくかを考える
・時間を無駄にしないためのルール
・会議は次のアクションにつながらなければ意味がない
・前例を作って、自分が手本になっていく
・とにかくやってみて、すぐに「振り返り」
・マネージャーはチームメンバーのアウトプットで評価される
・マネージャー自分自身がアプトプットを出すのではなく、あくまでもメンバーのアウトプットを最大限に引き出すために「判断する」こと
・いまの自分の仕事をなくしていくのが、マネージャーの仕事
・なんのために人・テクノロジー・プロセスを仕組み化するのか。簡単に言えば、自分がここにいなくても仕事が回るようにするためです。
Improving high-temperature NOx conversion in the combined NSR-SCR system with an SCR catalyst mixed with an NH3 adsorbent
論文掲載先:
Applied Catalysis A: General
Available online 5 June 2019
https://doi.org/10.1016/j.apcata.2019.06.003
著者:
Toyota Central R&D Labs
要約:
環境保護に対する世界的な関心の高まりおよび自動車の排気ガスからの汚染物質の排出量を減少させる強い要求は、非常に効率的で安定した触媒および後処理システムの開発を必要としている。 そのために、NOx吸蔵還元（NSR）とSCRの複合システムにおける高温NH 3選択還元（SCR）活性を改善する方法を検討し、高温NSR-SCR反応条件下でNH 3酸化が促進されることを見出した。
NSR-SCRシステムにおけるNH3酸化を抑制し、NH3-SCR反応を改善するために、本著者らは、NH3吸着剤をSCR触媒と混合することを検討した（NSR-SCR + NH3吸着剤系）。
Ｈ型モルデナイトゼオライト（Ｈ − ＭＯＲ）吸着剤は、試験した他のＮＨ ３吸着剤よりも高温過渡条件下で酸化なしにＮＨ ３を保持するための優れた性能を示した。 高温過渡条件下でのＮＯｘ転化率は、単一のＮＳＲシステム（４５０℃で７１％）からＮＳＲ − ＳＣＲ（４５０℃で７５％）、およびＮＳＲ − ＳＣＲ ＋ Ｈ − ＭＯＲ（８５℃で８５％）への移行において向上した。 ４５０℃）。 NSR-SCR + H-MORシステムでは、N2がリーン期間の開始から終了までに長時間にわたって形成されることを確認しました。 Ｈ − ＭＯＲに吸着されたＮＨ ３がリーン期間の終わりまでＳＣＲに徐々に放出されるこの現象は、ＮＳＲ − ＳＣＲシステムにおけるＮＯｘの低減を促進する。
カテゴリー:
SCR
★Detailed Characterization Studies of Vehicle and Rapid Aged Commercial Lean NOx Trap Catalysts
論文掲載先:
Emission Control Science and Technology
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.iecr.8b01468
著者:
Volvo Cars
Chalmers University of Technology
要約:
市販のリーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）触媒をエージングさせ、それらの性能に対するエージング影響を解明し、車両劣化触媒に関して改善された相関関係に向けてエージング触媒の失活を試験することを特徴とした。
市販のＬＮＴ触媒から抽出された小さな円筒状コアを有する流通反応器について詳細なキャラクタリゼーション研究が行われた。
物理化学的キャラクタリゼーション技術も実施した。
触媒の評価により、貴金属の焼結、NOx貯蔵および担体材料の表面積の減少、吸着剤化合物の相転移、および毒種の大量蓄積の結果として、経時劣化がNOx貯蔵および還元機能の著しい劣化をもたらすことが明らかになった。
調べたエージングサンプルの中で、中程度（縦方向）のビークルエージングサンプルが最も高いＮＯｘ転化率を示したが、オーブンエージング触媒は、水性ガスシフト反応および酸素貯蔵に関してエージングサンプルの中で最も活性があった。
車両エージング触媒は７５０℃より高い温度下に〜１１分にしかさらされておらず、オーブンエージング触媒は乾燥空気条件下で８００℃で２４時間曝露されたにも関わらず、車両エージングによる熱劣化は、オーブンエージング方法の下よりも厳しかった。
これは、ガス組成が熱老化にとっていかに重要かを示しています。
カテゴリー:
LNT
★Practical aspects of urea SCR for automotive NOx control
論文掲載先
CLEERS 2018
https://cleers.org/cleers-workshops/workshop-abstracts/?entry_id=1144
著者
Christine Lambert, Ford Motor Co.
論文概要
Urea SCR is originally a steady-state technology used in stationary source NOx control, such as at refineries. The bed temperature may be controlled within an optimum conversion window, and the gas flow is fairly constant. Vehicle operation, on the other hand, is highly transient in temperature and flow based on customer demanded vehicle speed, load, road conditions, weather, etc., and may not be predicted. A catalyst must work in the vast majority of conditions found in normal vehicle use, and the size is limited by space and weight considerations. People drive vehicles, not catalysts, and emission control is not a feature highlighted in a marketing advertisement, so SCR operation must have negligible impact on drivability and require no user intervention beyond refilling the urea tank. Real time modeling & control schemes are required on vehicle to enable optimal urea dosing. The SCR catalyst functions and survives in a multi-component system that also controls hydrocarbons, carbon monoxide, and soot, and faces poisoning by sulfur, phosphorous, and a variety of other elements present in fuel, oil, and any upstream component including other catalysts. The SCR catalyst can experience temperatures below 200°C and as high as 700°C in typical vehicle operation, or even 900°C when coated on a soot filter. The selection of functional materials, durability tests representing high mileage, and even more important, tests to failure, become critical decisions in the design of automotive urea SCR. The subsequent flurry of research on Cu/CHA after commercial launch on vehicles is considered, plus a look at the future applicability of the technology and potential improvements.
カテゴリー
SCR
Aftertreatment Protocols for Catalyst Characterization and Performance Evaluation: Low-Temperature Oxidation, Storage, Three-Way, and NH3-SCR Catalyst Test Protocols
論文掲載先
Emission Control Science and Technology
June 2019, Volume 5, Issue 2, pp 183–214
https://doi.org/10.1007/s40825-019-00120-7
https://cleers.org/cleers-workshops/workshop-abstracts/?entry_id=1229
著者
論文概要
一連の標準化された現実的な後処理触媒試験プロトコルが、米国のＤＲＩＶＥパートナーシップを支援して先進燃焼および排出制御技術チームによって開発された。
このプロトコルは、さまざまな試験研究施設からの後処理触媒性能データの正確な評価と比較を可能にして、全国で行われている発見段階研究の影響を最大化することにより、後処理触媒の革新のスピードを加速します。
このプロトコルは、後処理触媒の評価と比較のための一貫性のある正確な測定基準について、パートナーシップの業界パートナーによって特定されたニーズに対応しています。
プロトコルは、さまざまな研究室で適応可能な方法で触媒技術の性能能力を十分に捉える、一連の標準化された要件とテスト手順から成ります。
プロトコルは、必要な反応器システム、触媒の所望の老化状態を達成するための工程、試験の前に行われるべき全ての必要な試料前処理、および性能を評価するための現実的な試験条件の詳細な説明を提供する。
この論文は、（１）酸化触媒、（２）受動貯蔵（および放出）触媒、（３）三元触媒、および（４）ＮＨ ３ −ＳＣＲ触媒に適用可能な４つの低温触媒試験プロトコルを詳述している。
触媒試験プロトコールの説明は、５つのセクション、すなわちプロトコール一般ガイドラインおよび４つの個々の触媒試験プロトコール記述に提示されている。
一般的なガイドラインと個々のプロトコルの説明は、アプリケーションのための完全な低温触媒試験プロトコルを形成します。
カテゴリー
