研究によると、酸素貯蔵容量を持つセラミックが精製プロセスでどのように重要な役割を果たすかを確認する

電気自動車（EV）は、車両の排ガス削減に関する主な議論のテーマですが、2021年の日本では、電気自動車の販売は新車販売の1％にすぎません。 欧州連合（EU）がまもなく採択される予定です。 より厳しい放出制限。 これは、ガソリンまたはディーゼル動力自動車における排気ガス浄化触媒の効率および性能の向上を、炭素中立を達成するための努力の重要な部分にする。 この研究結果は、マテリアルズ・ケミストリーAジャーナルに掲載されました。

ほとんどすべてのガソリンまたはディーゼル自動車には、有害な炭化水素、一酸化炭素および窒素酸化物を除去し、それを窒素、二酸化炭素および水蒸気などのより安全なガスに変換する触媒コンバータが装備されています。 有毒ガスは排気ガス浄化触媒でコーティングされたハニカム構造を通って流れます。 酸素貯蔵容量（OSC）を備えたセラミックは精製プロセスにおいて重要な役割を果たします。 それらは有毒ガスを除去し、触媒コンバーターの貴金属が粗くなるのを防ぎ、浄化能力を低下させる。

しかし、可能性を向上させるには、より低い動作温度が必要です。 しかし、科学者たちは温度を500℃未満に下げるとイオン拡散が遅くなるため、これを達成するために苦労しました。 現在、東北大学工学大学院研究グループは結晶構造を制御し、400℃で優れたOSCを有するセリウム-ジルコニウムベース（Ce-Zr）酸化物を開発しています。 400℃で、OSCは貴金属触媒がない場合でも従来の材料より13.5倍高かった。

研究グループのリーダーである高村氏は、「私たちの成功の鍵は、鉄などの少量の遷移金属をCe-Zrベースの酸化物に導入した」と述べた。 「遷移金属ドーピング」は、酸化物において２つの注目すべき効果を示した。 それは酸素欠損の形成を容易にし、酸素の拡散を促進し、カチオン整列を促進しました。

「カチオン整列は結晶構造を整理し、酸素を容易に放出させる」と、高村氏は説明した。 鉄ドーピングはカチオン配向温度を低下させ、これはＣｅ−Ｚｒ系酸化物のより大きな表面積を可能にした。 これは耐久性と有毒ガス浄化能力を向上させました。 (アニメ)

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