日本원자력연구소와 다이하츠 공업은 가솔린엔진 배기가스용 정화촉매의 구조를 나노사이즈로 설계함으로써 촉매의 기능을 유지시키는데 성공했다. 귀금속을 사용한 배기가스 정화촉매는 70년대에 기술이 확립되었으나 나노테크놀러지에 의해 새로운 기술혁신이 실현되었다.
배기가스용 촉매로서 팔라듐, 백금, 로듐 등 귀금속이 사용되었는데, 보통을 효과를 높이기 위해 알루미나 등의 표면에 귀금속을 미립자 상태로 분산 유지시키고 있다. 그러나 800℃ 이상의 고온, 산화환원분위기의 변동 등에 의해 귀금속 미립자가 알루미나의 표면을 이동하여 합체, 입성장하여 촉매기능이 저하되어 버렸다.
연구팀에서는 최근의 가솔린엔진에서는 공기와 연료의 혼합비가 일정한 타이밍으로 전자제어되어 분위기가 산화, 환원변동을 반복하고 있다는 점을 이용하여 촉매금속원자가 미립자 상태를 유지하는 구조를 실현했다. 구체적으로는 고온에서 입방정 구조를 갖는 페로브스카이트형 산화물에 팔라듐을 복합시켰다. 이 구조의 경우, 고온에서는 팔라듐 원자가 페로브스카이트형 산화물에서 석출되어 미립자가 되고, 다시 산화 분위기가 되면 완전히 페로브스카이트형 산화물로 응고한다는 것을 대형 방사선 시설 ‘SPring-8’의 X선을 이용한 결정해석으로 밝힐 수 있었다. (CJ)
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