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JOGMEC 平成25年度第8回金属資源関連成果発表会
自動車触媒における
白金族使用動向
及び関連技術動向
Katsuo SUGA
Deputy General Manager
Advanced Materials Laboratory
January, 29th, 2014
しばしば、触媒はマフラーと間違われます
ガソリンエンジン車の例
前
後
マフラー (消音器)
マニホールド
直下触媒
2
床下触媒
一般に、4気筒は2個、6気筒は4個ついています
6気筒
3
外観 (カットモデル)
触媒コンバーター
触媒
貴金属
1個当り 1~10g
1台当り 3~20g 程度
4
触媒システム
ガソリンエンジン
TWC
排ガス
TWC
HC, CO, NOx
ストイキ雰囲気
TWC； Three Way Catalyst
三元触媒
ディーゼルエンジン
排ガス
DOC
リーン雰囲気
HC, CO
DPF
and
or
Particulate Matter
LNT
SCR+ASC
NOｘ
DOC； Diesel Oxidation Catalyst
酸化触媒
LNT； Lean NOx Trap
NOxトラップ触媒
DPF； Diesel Particulate Filter
ディーゼル微粒子捕集フィルタ
SCR； Selective Catalytic Reduction
選択的還元触媒
ASC； Ammonia Slip Catalyst
アンモニアスリップ触媒
5
触媒内部
セラミックス製
ハニカム担体
(2MgO2・Al2O3・5SiO2)
ガス
流路
貴金属
（Pt、Pd、Rh）
触媒成分
基材 (Al2O3等)
助触媒
(CeO2等)
1～10μm
6
触媒成分に使われる金属
He
H
Li Be
B
C
N
O
F Ne
Na Mg
Al ( Si
)P
S
Cl Ar
K Ca Se ( Ti
Rb Sr ( Y
)Zr
)V
Cr Mn (Fe )Co (Ni )
(Cu )Zn Ga Ge As Se Br Kr
Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te
I
Xe
Cs (Ba )※1 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ※2 Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn
※1 La Ce ( Pr )
(Nd )Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Eb Lu
※2 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
7
自動車用触媒のPGM使用量
自動車生産台数の増大に伴いPGMも増大
[ton]
[百万台]
250
90
自動車生産台数
Pd
200
80
70
60
150
50
40
Pt
100
30
20
50
Rh
0
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
10
0
2014
出典 JM Platinum 1999~2013
OICA
8
1台当りPGM使用量
[g/vehicle]
1台当りのPGM使用量は増えている
4.5
4.0
Total
3.5
3.0
2.5
Pd
2.0
1.5
Pt
1.0
0.5
Rh
0.0
1995
2000
2005
2010
2015
出典 JM Platinum 1999~2013
OICA
9
内訳
[ton/year]
250
200
Rh
150
100
Pd
Pd
50
Pt
0
Pt
小型ｶﾞｿﾘﾝ
小型ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ
大型ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ
JM Platinum 2013
10
PGM低減技術
PGM
高温排ガス
現実
基材
PGMが凝集・肥大化し表面積減少
性能低下多くのPGMが必要
理想
高温排ガス
PGM粒子が小さく維持
高性能PGMが少なくて済む
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PGM低減技術
日産自動車(株)の技術
従来の触媒
劣化で貴金属が肥大化
貴金属
劣化
Pt
基材
20nm
基材
新開発の触媒
貴金属が微細のまま維持
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貴金属
劣化
基材
しきり材
Pt
基材
20nm
しきり材
ダイハツ工業(株)
マツダ(株)
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PGM増減要因
PGM使用量増大
PGM使用量減少
自動車生産台数増
PGM低減技術
排気規制強化
EV化 (燃費規制強化)
新興国の燃料性状改善
新興国でリサイクル開始
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