具有極佳氧氣吸收/釋放特性的錳氧化物 可作為排氣淨化用觸媒

 

刊登日期:2010/4/19
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日本北海道大學的研發團隊發現具有極佳氧氣吸收/排放特性的新型錳氧化物。新材料具有獨特的結晶結構造,比起其它同種的材料,具有可從外部吸收3倍氧氣的優點。預期可用於燃燒汽車排出之有害成分,或燃燒工廠排放之揮發性有機化合物時的觸媒之用,目前正與三菱化學合作,期望早日達到實用化的目標。

新材料係含有鋇及釔的錳氧化物,具有誘電體及高溫超電導體結晶構造「Double Perovskite」結構。截至目前的研究中,對於該類材料以磁性材料的研究為主,尚未有針對氧氣吸收能力的研究案例。新研究成果顯示,該氧化物的表面氣氧氣因接收到電子,氧氣在離子的狀態下會進入至結晶當中。於攝氏500℃將錳氧化物置於氧氣的實驗中,證實可吸收相當於結晶重量3.7~3.9%的氧氣。其後再將錳氧化物與氫氣及氬的混合氣體接觸,所吸收的氧氣幾乎可以完全釋放出來。吸收時約只需耗時10秒,釋放出來也只要2分鐘左右。

汽車所排放出的氣體含有大量的氮氧化物(NOX)及碳化氫等有害物質,但這些物質各自所含的氧氣濃度不一,為使其燃燒性均一,使其可以在均一時間內燃燒完全,因此必須在短時間內調整其氧氣的吸收/釋放濃度,就需要仰賴觸媒來做調整。新研發的錳氧化物與以往使用的「Ceria-Zirconia Solid Solutions」相較,可吸收的氧氣可提高3成以上。研發團隊目前正與三菱化學共同合作,研究觸媒性能,期望可早日達到實用化的目標。研發團隊還活用該款錳化合物,用在去除有機溶劑所產生的有毒VOC等應用。


資料來源: 日經產業新聞 / 材料世界網編譯
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