Founded in July 2024,As China Gasoline Particulate Filter (GPF) Catalyst Suppliers and Wholesale Gasoline Particulate Filter (GPF) Catalyst Factory,
Longyou Shuochun New Material Technology Co., Ltd. は、三元触媒コンバーターのコーティングと販売を専門とするハイテク企業です。新素材分野に深く取り組んでいます。
同社は常に業界の最前線に目を向け、国内外の競合他社の高度な処方や成熟した技術から積極的に学び、活用しています。綿密な研究と主流の配合の特定を通じて、レアアース、貴金属、非貴金属などの原料の割合を正確に調整し、製造されるコーティング担体が安定した触媒活性と信頼性の高い性能を確実に発揮できるようにします。
同社の製品はさまざまな仕様・機種をカバーしており、その製品・技術は自動車、二輪車、汎用エンジン、建設機械、船舶、発電機、農業機械などの分野に応用されています。
同社は今後も業界の先進的な経験を学び、生産とサービスを最適化し、中国および世界各地でのカーボンピーキングとカーボンニュートラルの目標の実現に貢献していきます。
GPFの動作原理：濾過と再生
ガソリン微粒子フィルター (GPF) の基本的な動作原理はディーゼル微粒子フィルター (DPF) の基本動作原理と非常に似ており、どちらも物理的な濾過と再生のプロセスを必要とします。
1. 濾過の仕組み
GPF は、交互に塞がれたチャネルを備えたハニカム セラミック基板を採用しており、排気ガスが多孔質壁を通って強制的に流れます。粒子状物質は、拡散、遮断、慣性衝突などのメカニズムを通じて、これらの壁の内部または表面に捕捉されます。濾過効率は非常に高く、粒子数濾過効率は90％を超えています。
2. 再生メカニズム
再生も同様に、GPF の継続的な動作に不可欠です。幸いなことに、ガソリン エンジンの動作条件は GPF の再生に自然に適しています。
主な利点: 高温および化学環境
ガソリン エンジンは通常、三元触媒の近くで動作しますが、そこでは排気温度が高く、エンジン負荷が大きく変動するため、再生温度に達しやすくなります。最も重要なことは、ガソリン エンジンは理論空燃比に近い状態で動作することです。これは、排気ガス中に還元性ガス (CO、HC、H₂) と酸化性ガス (O₂、NOx) の両方が共存することを意味します。
GPF触媒の種類と統合スキーム
GPF 触媒はまったく新しい材料ではありませんが、既存の三元触媒コンバーターと密接に統合されています。主な主流の統合スキームは 3 つあります。
1. コーティングされた GPF
これは現在、最も主流で古典的なソリューションです。
構造: GPF 基板の多孔質壁の内側に、三元触媒 (TWC) コーティングが適用されます。コーティング組成は従来の TWC と同じです。白金 (Pt)、ロジウム (Rh)、およびパラジウム (Pd) が活性成分として機能し、アルミナ (Al2O3)、セリア (CeO2)、およびジルコニア (ZrO2) がウォッシュコート材料として使用されます。
動作原理:
（1）ガス浄化：小型四元触媒として機能し、排気が壁を通過しながらCO、HC、NOxを浄化し続けます。
（2）再生促進：
アクティブ再生: 再生が必要な場合、エンジン ECU は混合気を短時間濃縮し、CO と HC が豊富な排気を生成します。これらのガスは GPF 触媒表面で酸化され、大量の熱を放出して GPF の内部温度を 600°C 以上に急速に上昇させ、蓄積したすすを焼き切ります。
受動的再生: 通常の化学量論的運転では、排気中の NO2 と O2 も触媒の助けを借りて捕らえられたすすの一部を継続的に酸化することができます。
2. コーティングされていない GPF
構造: GPF 基板には触媒コーティングが施されておらず、純粋に微粒子フィルターとして機能します。
構成: このタイプの GPF は通常、従来の三元触媒の下流に別個のコンポーネントとして設置されます。
動作原理: Gaseous pollutants are treated by the upstream TWC, while the GPF focuses solely on trapping particulate matter. Regeneration depends on the high exhaust temperature generated by the TWC or on active engine control strategies to raise the exhaust temperature.
用途：低コストですが、コーティングに比べて再生性能やガス浄化効率が相対的に劣ります。
3.四元触媒コンバーター
これは、TWC と GPF の機能を 1 つのユニットに組み合わせた、高度に統合されたコンセプトです。
構造: GPF 基板は密結合位置に配置され、高負荷の三元触媒材料でコーティングされます。
目的: 単一コンポーネント内で CO、HC、NOx、粒子状物質の同時浄化を達成すること。
課題: この構成では、触媒の熱安定性と着火性能に非常に高い要件が課されるため、技術的な複雑さが増し、コストが高くなります。
GPF触媒の主な化学反応
コーティングされた GPF システムの場合、化学反応は 2 つの主なカテゴリに分類できます。
1. 標準的な三元触媒反応 (化学量論的条件下):
2CO O₂ → 2CO₂
HCO₂ → CO₂ H₂O
2NOx → N₂ xO₂
2. 再生を促進する反応:
すすの酸化:
C O₂ → CO₂ (直接酸化)
C 2NO₂ → CO₂ 2NO (NO₂ を介した酸化 — 受動的再生の主要経路)
発熱反応 (積極的な再生の場合):
2CO O₂ → 2CO₂ (Exothermic)
HCO₂ → CO₂ H₂O (Exothermic)
これらの反応から放出される熱は GPF 基板の温度を直接上昇させ、すすの燃焼と再生を可能にします。
