对中国产业界作出贡献“Made in Japan”的较高性能催化剂

成功案例

对中国产业界作出贡献“Made in Japan”的较高性能催化剂
…田中贵金属所具有的技术优势是什么?

从2021.2.25. Business Insider Japan转载

近年来,全世界都针对越来越重要的环境保护推出了各种计划举措。被誉为“世界工厂”的中国也不例外,通过政府发布的五年规划不断推进环境污染的改善。
环境污染的其中之一就是由工厂等排放的含有害物质的废气所造成的大气污染。为防止大气污染,必须对造成污染的有害物质进行净化处理,其中所使用的便是“催化剂”。日本的催化剂厂商拥有长达数十年的开发实绩,“Made in Japan”的较高性能催化剂蕴含着能对中国的产业也做出较大贡献的可能性。
寻求催化剂业务正式进军中国市场的田中贵金属工业的负责人说,中国市场很有发展前景,“有很多化工厂及大型工厂等需要大量催化剂的设施,也有强化规制的倾向,因此我们预测今后对较高性能催化剂的需求会有所增加”。
中国正致力于成为超过美国的经济大国。我们来听一下中国在经济发展中所面临的大气污染对策的现状和商业机会。

为了采取大气污染对策,不断强化规制的中国


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如今的时代,人们已经意识到推出环境保护措施的必要性。世界各国的中央及地方政府纷纷推出对环境污染的规制及资源保护的对策,另一方面类似ESG投资※的概念也在社会中逐渐渗透。毫不夸张地说,如今的时代“为了业务的持续发展,环境应对必不可少”。

※是指对考虑Environment(环境)、Social(社会)、Governance(企业治理)的企业加以重视并积极投资

近年来,在取得经济快速发展和工业化的中国也同样有这种倾向。从2000年代中期左右开始的中国政府的计划举措,在2016年开始的第13个五年规划中正式开展。目前,作为环境污染对策,对于大气及水质、土壤等的污染,正在执行严格的规制。

“特别是对于大气污染,在2016年1月开始执行新修订的《大气污染防治法》,还增加了对造成严重大气污染事故的企业加重处罚的内容。迄今为止,NOx(氮氧化物)及SOx(硫氧化物)是主要的限制排放物质,对于VOC(挥发性有机化合物),印象中优先度还不高,但最近对VOC也开始要求遵守相关规制。因此,预计今后对较高性能的废气净化用催化剂的需求会有所增加。”


田中贵金属工业 化学回收公司
化学回收营业部 部门经理 村山惠二先生

在田中贵金属工业 化学回收公司 化学回收营业部担任部门经理的村山惠二先生如此说,其在日本国内外从事废气净化用催化剂等催化剂产品的销售活动,对于中国在这十几年的变化也正如上面这段话,在销售的最前沿深有体会。

田中贵金属工业从1995年开始制造・销售废气净化用催化剂,并于2004年以向日资企业的当地工厂供货的方式进入了中国市场。但当时,中国政府实施的规制还不是那么严格,当地企业采用的催化剂比起性能及使用寿命来,完全是低价的中国制产品占有更高的市场份额。当时,正式的业务拓展处于比较困难的状况。

“我们的催化剂在日本国内也有实绩,在较高性能方面非常有自信。但是,即使向中国国营企业的化工厂进行提案,很多都会要求有中国国内的实绩及性能保障,难以推进到被采用的状况持续了很久。如今随着(2015年制定的)第13个五年规划的强化规制,“重视性能的势头”不断高涨。我切实感觉到即使规模较小的工厂对于较高性能催化剂的需求也在不断增加。”(村山先生)

较高性能催化剂具有“减少燃料消耗,还能降低环境负荷”的理由

田中贵金属工业制造・销售金属蜂巢状载体催化剂。构成蜂巢的壁厚很薄约为50微米,优势在于与陶瓷制相比,由于增加了蜂巢的孔密度,可增大基材的表面积。而且,还在尺寸方面有自由度,可满足方形及圆形、大型化等需求,具有強度更高更易于使用的特点。

通常,催化剂是指“其自身不发生变化,可加速特定的化学反应速度的物质”。废气净化用催化剂的基本原理如下所示。

废气净化用催化剂的目的正如其名称那样,是将有害的限制排放物质有效地分解为水及二氧化碳进行净化。不使用催化剂直接将限制排放物质与大气中的空气发生反应进行分解时,需要约700~800度的高温,与之相比使用催化剂仅需约300~350度的低温就可以了。此外,根据物质还有可能从室温左右就开始进行分解。因此,可以极大地减少“维持温度所需的燃料”,有助于降低成本及减轻环境负荷。

金属蜂巢状载体催化剂的构造和原理。在蜂巢状构造的金属制基材上涂覆一层薄薄的陶瓷成分,在其表面及内部分散有贵金属微粒子。其原理是VOC等有害成分接触到此贵金属微粒子就会引起化学反应,分解成水及二氧化碳。

在废气净化用催化剂中,作为催化剂使用白金及钯等贵金属。此贵金属是纳米大小的微粒子,被涂覆(附着)在呈颗粒状及蜂巢状构造的基材表面上。限制排放物质通过此基材时,会接触到贵金属微粒子并发生化学反应而被净化,根据此原理,“基材表面积越大,催化剂的性能就越高”。

“我们的催化剂的特点是采用了金属制成的金属蜂巢状基材。与陶瓷制的相比,优势在于构成蜂巢的壁厚更薄,由于增加了蜂巢的孔密度,可增大基材的表面积。此外,由于我们还确立了在基材表面均匀涂覆贵金属微粒子的技术,具有能够生产拥有较高性能且较长使用寿命的催化剂的优势。”(村山先生)

田中贵金属工业 化学回收公司 催化剂开发 部门经理 菊原先生。推进可有助于解决环境问题・能源问题的催化剂产品的开发。他说田中贵金属工业的优势在于“不仅是贵金属催化剂的制造・销售,从用于催化剂的贵金属化合物的开发・生产到使用完的催化剂的贵金属回收,都可以在自己公司内完成”。

熟悉贵金属的处理是贵金属厂商才具有的优势。
田中贵金属工业在自己公司内创造性地开发・生产作为贵金属微粒子原料的贵金属化合物。因此,我们的优势在于可根据限制排放物质的种类,选定更加适合的化合物。而且还具有运用各种评价装置及解析装置、分析装置来判断催化剂的好坏,并利用迄今为止积累的大量数据来满足国内外各种要求的实绩。

开发具有竞争力的催化剂还能为保护地球环境做出贡献

对于今后田中贵金属工业在中国市场大力拓展的领域,村山先生举出了“化工厂”和“燃料电池”两个领域。

“关于化工厂,我们了解到从我们进入中国市场后的2008年左右开始,中国国营的化学厂商对排放标准进行了严格地管理。由于对催化剂的性能不容妥协,从以前开始就引进(并非中国厂商)欧洲厂商制催化剂的案例很多,我们认为只要能提供具有竞争力的产品,我们也有机会。”(村山先生)

对于作为环境负荷较小的次世代能源受到关注的燃料电池,村山先生如此说道。

“燃料电池是预计中国今后也会大力发展的领域。面向燃料电池系统,我们除了燃烧催化剂之外,还能提供水蒸气改质催化剂及PROX催化剂※等多种催化剂。目前对于家庭用、业务用、产业用的各种产品,正准备推进各种提案。”(村山先生)

※水蒸气改质催化剂是从天然气(城市煤气)及液化石油气(LP煤气)等生成氢气的催化剂。此外,PROX催化剂是将向固体高分子形燃料电池供应的氢气中所含的一氧化碳最终减少到几个ppm级别的催化剂。

村山先生说,在与欧洲厂商及中国国内厂商的竞争中,“进一步突出贵金属厂商才具有的优势”是非常重要的。

“我觉得有效运用贵金属厂商所具有的知识,即使减少使用的贵金属数量,也能维持催化剂的性能及使用寿命,开展这样的开发将是今后的关键。这不仅能降低成本,最终还能增加采用我们产品的可能性。”(村山先生)

村山先生说追求较高性能且较低成本的催化剂,还能对保护地球环境作出贡献。如果有可在低温下净化废气的催化剂,通过节约燃料来降低环境负荷,而且如果是较低成本的产品,还可以促进改善大气污染的催化剂的普及。

“我希望今后也继续通过我们的产品开发,为实现可持续发展的社会做出贡献。”(村山先生)