(57)【要約】【課題】すすの除去性能の高い排気ガス浄化装置を実現する。【解決手段】内燃機関の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置は、酸素イオン伝導性と、電子伝導性と、を有する混合伝導体から構成された酸素透過体を備える。酸素透過体は、空気が供給される第１の空間と、排気ガスが供給される第２の空間と、の間に配置され、第１の空間と第２の空間との間の酸素分圧差を駆動力として第１の空間から第２の空間へと透過した酸素イオンにより、第２の空間に供給された排気ガス中のすすを酸化除去する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置において、
酸素イオン伝導性と、電子伝導性と、を有する混合伝導体から構成された酸素透過体であって、空気が供給される第１の空間と、前記排気ガスが供給される第２の空間と、の間に配置され、前記第１の空間と前記第２の空間との間の酸素分圧差を駆動力として前記第１の空間から前記第２の空間へと透過した酸素イオンにより、前記第２の空間に供給された前記排気ガス中のすすを酸化除去する、酸素透過体を備える、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス浄化装置において、
６００℃大気中における前記混合伝導体の酸素イオン伝導度は、１．０×１０−４Ｓ／ｃｍ以上である、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の排気ガス浄化装置において、
６００℃大気中における前記混合伝導体の酸素イオン輸率は、１．０×１０−６以上である、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置において、
６００℃大気中における前記混合伝導体の酸素イオン輸率は、０．５以下である、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置において、さらに、
前記酸素透過体における前記第１の空間側の表面と、前記第２の空間側の表面と、の少なくとも一方に配置された触媒を備える、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置と、
前記内燃機関の排気口に接続され、かつ、内部に前記第２の空間が形成された排気管と、
を備えることを特徴とする排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書によって開示される技術は、排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスを浄化する装置として、排気ガス中のすすを捕集するディーゼル微粒子捕集フィルター（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、以下「ＤＰＦ」という。）が広く用いられている。なお、排気ガス中のすすは、粒子状炭素化合物（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）、有機可溶成分（ＳＯＦ：Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ）、凝集炭素粒子（Ｓｏｏｔ）等を含む。ＤＰＦにより捕集されたすすは、再生処理によって酸化除去される。
【０００３】
近年、ＤＰＦに酸素吸蔵能を有する酸化触媒を担持させ、該酸化触媒から放出される活性な酸素を用いて、すすの酸化除去を促進する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】馬場  誉士、外5名、「ＳＫＹＡＣＴＩＶ−Ｄ用ＰＭ酸化触媒の高性能化技術」、マツダ技報、平成27年、No.32、p.246−251
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術では、内燃機関の排気ガスに含まれるすすの除去性能が十分ではなく、すすの除去性能がさらに優れた排気ガス浄化装置が望まれている。
【０００６】
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本明細書に開示される排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置において、酸素イオン伝導性と、電子伝導性と、を有する混合伝導体から構成された酸素透過体であって、空気が供給される第１の空間と、前記排気ガスが供給される第２の空間と、の間に配置され、前記第１の空間と前記第２の空間との間の酸素分圧差を駆動力として前記第１の空間から前記第２の空間へと透過した酸素イオンにより、前記第２の空間に供給された前記排気ガス中のすすを酸化除去する、酸素透過体を備える。本排気ガス浄化装置によれば、酸素透過体を透過した酸素イオンを用いて排気ガス中のすすを効果的に酸化除去することができ、すすの除去性能の高い排気ガス浄化装置を実現することができる。また、本排気ガス浄化装置によれば、電圧印加を行うことなく、酸素分圧差を利用して、すすの酸化のための酸素を供給することができるため、簡易な構成で、効率よく、すすを酸化除去できる排気ガス浄化装置を実現することができる。
【０００９】
（２）上記排気ガス浄化装置において、６００℃大気中における前記混合伝導体の酸素イオン伝導度は、１．０×１０−４Ｓ／ｃｍ以上である構成としてもよい。本排気ガス浄化装置では、該混合伝導体から構成された酸素透過体における酸素イオンの透過が促進される。従って、本排気ガス浄化装置によれば、酸素透過体を透過した酸素イオンを用いて排気ガス中のすすをさらに効果的に酸化除去することができ、すすの除去性能の非常に高い排気ガス浄化装置を実現することができる。
【００１０】
（３）上記排気ガス浄化装置において、６００℃大気中における前記混合伝導体の酸素イオン輸率は、１．０×１０−６以上である構成としてもよい。本排気ガス浄化装置では、該混合伝導体から構成された酸素透過体における酸素イオンの透過が、電子または正孔の伝導で律速されることを抑制することができ、その結果、酸素透過体における酸素イオンの透過が促進される。従って、本排気ガス浄化装置によれば、酸素透過体を透過した酸素イオンを用いて排気ガス中のすすをさらに効果的に酸化除去することができ、すすの除去性能の非常に高い排気ガス浄化装置を実現することができる。
【００１１】
（４）上記排気ガス浄化装置において、６００℃大気中における前記混合伝導体の酸素イオン輸率は、０．５以下である構成としてもよい。本排気ガス浄化装置では、該混合伝導体から構成された酸素透過体における酸素イオンの透過が、電子または正孔の伝導で律速されることを抑制することができ、その結果、酸素透過体における酸素イオンの透過が促進される。従って、本排気ガス浄化装置によれば、酸素透過体を透過した酸素イオンを用いて排気ガス中のすすをさらに効果的に酸化除去することができ、すすの除去性能の非常に高い排気ガス浄化装置を実現することができる。
【００１２】
（５）上記排気ガス浄化装置において、さらに、前記酸素透過体における前記第１の空間側の表面と、前記第２の空間側の表面と、の少なくとも一方に配置された触媒を備える構成としてもよい。本排気ガス浄化装置によれば、触媒の存在により、酸素透過体における酸素イオンの透過が促進される効果と、酸素透過体を透過した酸素イオンによるすすの酸化除去が促進される効果との少なくとも一方を奏するため、すすの除去性能の極めて高い排気ガス浄化装置を実現することができる。
【００１３】
（６）本明細書に開示される排気装置は、上記排気ガス浄化装置と、前記内燃機関の排気口に接続され、かつ、内部に前記第２の空間が形成された排気管と、を備える。本排気装置によれば、内燃機関の排気口から排気管の内部の第２の空間に排出された排気ガス中のすすを、酸素透過体を透過した酸素イオンを用いて効果的に酸化除去することができ、すすの除去性能の高い排気装置を実現することができる。
【００１４】
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、排気ガス浄化装置、排気ガス浄化装置を備える排気装置、排気装置を備える移動体、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の排気装置１００の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】図２は、第１実施形態の排気装置１００における排気ガス浄化装置３０付近の構成を拡大して示す説明図である。
【図３】第２実施形態の排気装置１００ａにおける排気ガス浄化装置３０ａ付近の構成を拡大して示す説明図である。
【図４】第１の性能評価用の装置３００の構成を概略的に示す説明図である。
【図５】第１の性能評価の評価方法および評価結果を示す説明図である。
【図６】第２の性能評価に用いられた各サンプルおよび評価結果を示す説明図である。
【図７】第３の性能評価に用いられた各サンプルおよび評価結果を示す説明図である。
【図８】第３の性能評価用の装置４００の構成を概略的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．装置の構成：
図１は、第１実施形態の排気装置１００の構成を概略的に示す説明図である。また、図２は、第１実施形態の排気装置１００における排気ガス浄化装置３０付近の構成を拡大して示す説明図である。排気装置１００は、内燃機関であるディーゼルエンジンＥＮから排出された排気ガス（以下、「原排気ガス」という。）ＥＧｏを浄化し、浄化された排気ガス（以下、「浄化排気ガス」という。）ＥＧｃを外部空間ＯＳへと排出するための装置である。なお、原排気ガスＥＧｏの温度は、負荷に応じて例えば２００℃〜１０００℃程度の範囲で変動し、平均的には例えば６００℃程度である。
【００１７】
排気装置１００は、上流側排気管２０と、下流側排気管１０と、上流側排気管２０と下流側排気管１０との間に配置された排気ガス浄化装置３０とを備える。上流側排気管２０は、ディーゼルエンジンＥＮの排気口ＥＯに接続されている。すなわち、上流側排気管２０の内部に形成された空間（以下、「上流側排気空間」という）Ｓ２には、ディーゼルエンジンＥＮの排気口ＥＯから排出された原排気ガスＥＧｏが供給される。また、上流側排気管２０は、排気ガス浄化装置３０の一端に接続されており、ディーゼルエンジンＥＮの排気口ＥＯから排出された原排気ガスＥＧｏを、排気ガス浄化装置３０へと導く。上流側排気管２０は、特許請求の範囲における排気管に相当する。
【００１８】
下流側排気管１０は、外部空間ＯＳに開放されている。すなわち、下流側排気管１０の内部に形成された空間（以下、「下流側排気空間」という）Ｓ１には、空気が供給される。また、下流側排気管１０は、排気ガス浄化装置３０の他端に接続されており、排気ガス浄化装置３０から排出された浄化排気ガスＥＧｃを、外部空間ＯＳへと導く。
【００１９】
排気ガス浄化装置３０は、原排気ガスＥＧｏを浄化する装置である。より詳細には、排気ガス浄化装置３０は、上流側排気管２０の内部の上流側排気空間Ｓ２に供給された原排気ガスＥＧｏ中のすすを酸化除去する装置である。なお、原排気ガスＥＧｏ中のすすは、粒子状炭素化合物（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）、有機可溶成分（ＳＯＦ：Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ）、凝集炭素粒子（Ｓｏｏｔ）等を含む。
【００２０】
図２に示すように、排気ガス浄化装置３０は、酸素透過体３２を備える。酸素透過体３２は、上流側排気管２０との接続位置から下流側排気管１０との接続位置に向けて延びる略柱状部材であり、軸方向に延びるガス流路として機能する複数の微細な貫通孔３４が形成されている。各貫通孔３４の一端は、上流側排気管２０に連通しており、各貫通孔３４の他端は、下流側排気管１０に連通している。
【００２１】
酸素透過体３２は、酸素イオン伝導性と、電子伝導性と、を有するガス不透過性の混合伝導体から構成されている。なお、電子伝導性には、キャリアが電子である形態と、キャリアが正孔（ホール）である形態との両方が含まれる。酸素透過体３２は、下流側排気管１０の内部の下流側排気空間Ｓ１と、上流側排気管２０の内部の上流側排気空間Ｓ２との間の酸素分圧差を駆動力として、高酸素分圧側である下流側排気空間Ｓ１から低酸素分圧側である上流側排気空間Ｓ２へと酸素イオンを選択的に透過させる。下流側排気空間Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の空間に相当し、上流側排気空間Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の空間に相当する。
【００２２】
酸素透過体３２は、酸素イオン伝導性を有する物質（以下、「酸素イオン伝導体」という）と、電子伝導性を有する物質（以下、「電子伝導体」という）との混合物（混合伝導体）により形成されている。本実施形態の酸素透過体３２は、例えば、混合伝導体材料を用いて押し出し成形を行うことにより作製することができる。なお、酸素透過体３２は、酸素イオン伝導性と電子伝導性との両方を備える物質により形成されてもよい。また、酸素透過体３２は、酸素イオン伝導体と電子伝導体との少なくとも一方と、酸素イオン伝導性と電子伝導性との両方を備える物質との混合物により形成されてもよい。いずれの構成においても、酸素透過体３２を構成する材料は、酸素イオン伝導性と電子伝導性とを有する混合伝導体であると言える。
【００２３】
なお、酸素イオン伝導体としては、例えば、セリア系酸素イオン伝導体ＣｅＭＯ２−δ（ただし、Ｍは、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｙ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｚｒ、Ｈｆの内の１種以上の元素である。）や、ジルコニア系酸素イオン伝導体であるＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）等を用いることができる。また、電子伝導体としては、例えば、Ｌａ１−ｘＡｘＣｒ１−ｙＢｙＯ３−δ（ただし、Ａは、Ｍｇを除くアルカリ土類金属のいずれかであり、Ｂは、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕのいずれかである。）や、Ｓｒ１−ｘＡｘＴｉ１−ｙＢｙＯ３−δ（ただし、Ａは、ＬａまたはＮｄであり、Ｂは、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｆｅのいずれかである。）、等を用いることができる。また、酸素イオン伝導性と電子伝導性との両方を備える物質としては、例えば、ペロブスカイト型構造またはＫ２ＮｉＦ４型構造を持つ化合物等を用いることができ、より具体的には、後述する性能評価に用いられたＬａ０．８Ｓｒ０．２ＦｅＯ３−δに加えて、Ｂａ１−ｘＳｒｘＣｏ１−ｙＦｅｙＯ３−δ、Ｌａ１−ｘＳｒｘＴｉ１−ｙＦｅｙＯ３−δ、Ｌａ１−ｘＳｒｘＧａ１−ｙＦｅｙＯ３−δ、Ｐｒ２Ｎｉ１−ｘ−ｙＣｕｘＧａｙＯ４−δ等を用いることができる。なお、上記化学式において、δは電気的中性を保つ値を意味する。
【００２４】
本実施形態では、酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン伝導度（６００℃大気中における酸素イオン伝導度）は、１．０×１０−４Ｓ／ｃｍ以上である。なお、酸素イオン伝導度は、後述するように、酸素透過速度の測定値から算出することができる。酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン伝導度（６００℃大気中における酸素イオン伝導度）は、１．５×１０−４Ｓ／ｃｍ以上であることがより好ましく、６．０×１０−４Ｓ／ｃｍ以上であることがさらに好ましい。
【００２５】
また、本実施形態では、酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン輸率（６００℃大気中における酸素イオン輸率）は、１．０×１０−６以上である。なお、酸素イオン輸率は、後述するように、後述する全伝導度の測定値と上記酸素イオン伝導度の算出値とから算出することができる。酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン輸率（６００℃大気中における酸素イオン輸率）は、６．０×１０−６以上であることがより好ましく、１．０×１０−３以上であることがさらに好ましい。
【００２６】
また、本実施形態では、酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン輸率（６００℃大気中における酸素イオン輸率）は、０．５以下である。酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン輸率（６００℃大気中における酸素イオン輸率）は、０．３以下であることがより好ましく、０．１以下であることがさらに好ましい。
【００２７】
Ａ−２．排気装置１００の動作：
次に、排気装置１００の動作について説明する。ディーゼルエンジンＥＮの排気口ＥＯから排出された原排気ガスＥＧｏは、上流側排気管２０の内部の上流側排気空間Ｓ２に供給され、さらに排気ガス浄化装置３０の酸素透過体３２に形成された各貫通孔３４を通って、下流側排気管１０に排出される。このとき、原排気ガスＥＧｏ中のすすは、酸素透過体３２の各貫通孔３４を通過せず、酸素透過体３２における上流側排気空間Ｓ２側の表面に付着して捕集される。そのため、下流側排気管１０の内部の下流側排気空間Ｓ１には、原排気ガスＥＧｏ中のすす（の少なくとも一部）が除去された浄化排気ガスＥＧｃが排出され、浄化排気ガスＥＧｃはさらに外部空間ＯＳへと排出される。
【００２８】
また、上流側排気管２０の内部の上流側排気空間Ｓ２には、すすを多く含む原排気ガスＥＧｏが供給される。一方、下流側排気管１０は、外部空間ＯＳに接続されるため、下流側排気管１０の内部の下流側排気空間Ｓ１には空気が供給される。さらに、下流側排気管１０の内部の下流側排気空間Ｓ１にはすすが除去された浄化排気ガスＥＧｃが供給される。そのため、下流側排気空間Ｓ１の酸素分圧は、上流側排気空間Ｓ２の酸素分圧と比較して高くなる。そのため、下流側排気空間Ｓ１と上流側排気空間Ｓ２との間の酸素分圧差を駆動力として、下流側排気空間Ｓ１から上流側排気空間Ｓ２に向けて酸素イオンが酸素透過体３２を透過する。より詳細には、下流側排気空間Ｓ１において、空気中の酸素をイオン化させる反応（１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−）が起こり、この反応により生じた酸素イオンが、酸素透過体３２を透過して上流側排気空間Ｓ２へと移動する。
【００２９】
上流側排気空間Ｓ２では、原排気ガスＥＧｏ中のすす（酸素透過体３２の表面に付着したすす）が、酸素透過体３２を透過してきた酸素イオンと反応することによって酸化除去される。より詳細には、上流側排気空間Ｓ２において、すす中の炭素が、一酸化炭素および二酸化炭素に連続的に酸化される反応（Ｃ＋Ｏ２−→ＣＯ＋２ｅ−、ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ−）が起こり、すすが酸化除去される。
【００３０】
Ａ−３．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の排気装置１００を構成する排気ガス浄化装置３０は、内燃機関であるディーゼルエンジンＥＮの排気ガス（原排気ガスＥＧｏ）を浄化する装置である。排気ガス浄化装置３０は、酸素イオン伝導性と、電子伝導性と、を有する混合伝導体から構成された酸素透過体３２を備える。酸素透過体３２は、空気が供給される下流側排気空間Ｓ１と、原排気ガスＥＧｏが供給される上流側排気空間Ｓ２と、の間に配置され、下流側排気空間Ｓ１と上流側排気空間Ｓ２との間の酸素分圧差を駆動力として下流側排気空間Ｓ１から上流側排気空間Ｓ２へと透過した酸素イオンにより、上流側排気空間Ｓ２に供給された原排気ガスＥＧｏ中のすすを酸化除去する。そのため、本実施形態の排気ガス浄化装置３０によれば、酸素透過体３２を透過した酸素イオンを用いて原排気ガスＥＧｏ中のすすを効果的に酸化除去することができ、すすの除去性能の高い排気ガス浄化装置３０を実現することができる。また、本実施形態の排気ガス浄化装置３０によれば、電圧印加を行うことなく、酸素分圧差を利用して、すすの酸化のための酸素を供給することができるため、簡易な構成で、効率よく、すすを酸化除去できる排気ガス浄化装置３０を実現することができる。
【００３１】
また、本実施形態の排気ガス浄化装置３０では、酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン伝導度（一般的な排気ガスの温度である６００℃大気中における酸素イオン伝導度）は、１．０×１０−４Ｓ／ｃｍ以上である。そのため、本実施形態の排気ガス浄化装置３０では、該混合伝導体から構成された酸素透過体３２における酸素イオンの透過が促進される。従って、本実施形態の排気ガス浄化装置３０によれば、酸素透過体３２を透過した酸素イオンを用いて原排気ガスＥＧｏ中のすすをさらに効果的に酸化除去することができ、すすの除去性能の非常に高い排気ガス浄化装置３０を実現することができる。
【００３２】
また、本実施形態の排気ガス浄化装置３０では、酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン輸率（一般的な排気ガスの温度である６００℃大気中における酸素イオン輸率）は、１．０×１０−６以上である。そのため、本実施形態の排気ガス浄化装置３０では、該混合伝導体から構成された酸素透過体３２における酸素イオンの透過が、電子または正孔の伝導で律速されることを抑制することができ、その結果、酸素透過体３２における酸素イオンの透過が促進される。従って、本実施形態の排気ガス浄化装置３０によれば、酸素透過体３２を透過した酸素イオンを用いて原排気ガスＥＧｏ中のすすをさらに効果的に酸化除去することができ、すすの除去性能の非常に高い排気ガス浄化装置３０を実現することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン輸率（一般的な排気ガスの温度である６００℃大気中における酸素イオン輸率）は、０．５以下である。そのため、本実施形態の排気ガス浄化装置３０では、該混合伝導体から構成された酸素透過体３２における酸素イオンの透過が、電子または正孔の伝導で律速されることを抑制することができ、その結果、酸素透過体３２における酸素イオンの透過が促進される。従って、本実施形態の排気ガス浄化装置３０によれば、酸素透過体３２を透過した酸素イオンを用いて原排気ガスＥＧｏ中のすすをさらに効果的に酸化除去することができ、すすの除去性能の非常に高い排気ガス浄化装置３０を実現することができる。
【００３４】
Ｂ．第２実施形態：
図３は、第２実施形態の排気装置１００ａにおける排気ガス浄化装置３０ａ付近の構成を拡大して示す説明図である。以下では、第２実施形態の排気装置１００ａの構成の内、上述した第１実施形態の排気装置１００の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。
【００３５】
図３に示すように、第２実施形態の排気装置１００ａは、排気ガス浄化装置３０ａが、酸素透過体３２における下流側排気空間Ｓ１側の表面に配置された第１の触媒３６と、酸素透過体３２における上流側排気空間Ｓ２側の表面に配置された第２の触媒３８とを備える点が、第１実施形態と異なっている。
【００３６】
第１の触媒３６は、下流側排気空間Ｓ１における空気中の酸素をイオン化させる反応を促進させるものである。第１の触媒３６としては、例えば、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ａｕ等を用いることができる。
【００３７】
また、第２の触媒３８は、上流側排気空間Ｓ２における、すす中の炭素が一酸化炭素および二酸化炭素に連続的に酸化される反応を促進させるものである。第２の触媒３８としては、例えば、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ等を用いることができる。
【００３８】
このように、第２実施形態の排気装置１００ａを構成する排気ガス浄化装置３０ａは、酸素透過体３２における下流側排気空間Ｓ１側の表面に配置された第１の触媒３６と、上流側排気空間Ｓ２側の表面に配置された第２の触媒３８とを備える。そのため、第２実施形態の排気ガス浄化装置３０ａによれば、第１の触媒３６の存在により、酸素透過体３２における酸素イオンの透過が促進され、かつ、第２の触媒３８の存在により、酸素透過体３２を透過した酸素イオンによるすすの酸化除去が促進されるため、すすの除去性能の極めて高い排気ガス浄化装置３０ａを実現することができる。
【００３９】
Ｃ．性能評価：
酸素イオン伝導性と電子伝導性とを有する混合伝導体により構成された酸素透過体３２によるすすの酸化除去性能について、種々の性能評価（第１〜第３の性能評価）を行った。以下、これらの性能評価について説明する。
【００４０】
Ｃ−１．第１の性能評価：
（サンプルについて）
酸素透過体のサンプルＳＡ１を、以下のように作製した。まず、原料粉末として、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）の粉末を準備し、これらの原料粉末を、金属元素の割合がＬａ０．８Ｓｒ０．２ＦｅＯ３−ｚ（以下、「ＬＳＦ」ともいう）の組成式となる比率で秤量した。なお、組成式中のｚは、酸素の欠損量を表す酸素不定比である（以下同様）。これらの原料粉末にエタノールを加え、セラミックスボールと樹脂ポットを用いて１５時間、湿式混合粉砕を行なった。その後、湯煎乾燥してエタノールを除去し、得られた混合粉末を１２００℃で２４時間仮焼成して、仮焼粉末であるＬａ０．８Ｓｒ０．２ＦｅＯ３−ｚの粉末を得た。この仮焼粉末に分散剤とバインダーを加え、エタノールを用いて上述した条件と同様の条件で湿式混合粉砕を行ない、乾燥させて、仮焼粉末を含む粉末を得た。その後、この粉末を用いて油圧プレスにて５０ＭＰａでペレット状に圧粉成形し、１３５０℃にて２４時間焼成した。得られた焼結体を、厚みが０．２ｍｍになるように両面を鏡面研磨することにより、ＬＳＦにより構成された酸素透過体のサンプルＳＡ１を得た。
【００４１】
また、比較対象として、酸素吸蔵体のサンプルＳＡ２を、以下のように作製した。市販のＣｅＯ２に分散剤とバインダーを加え、エタノールを用いて上述した条件と同様の条件で湿式混合粉砕を行ない、乾燥させて、粉末を得た。その後、この粉末を用いて油圧プレスにて５０ＭＰａで圧粉成形し、１３５０℃にて２４時間焼成した。得られた焼結体を、厚みが０．２ｍｍになるように両面を鏡面研磨することにより、ＣｅＯ２により構成された酸素吸蔵体のサンプルＳＡ２を得た。
【００４２】
（評価用の装置について）
図４は、第１の性能評価用の装置３００の構成を概略的に示す説明図である。第１の性能評価用の装置３００は、２本のアルミナ管（第１アルミナ管３３１および第２アルミナ管３３２）と、２本のアルミナチューブ（第１アルミナチューブ３２１および第２アルミナチューブ３２２）と、透明石英管３０４と、電気炉３５０と、熱電対３４０とを備える。
【００４３】
第１アルミナ管３３１および第２アルミナ管３３２は、互いに同軸となるように配置されている。第１アルミナ管３３１と第２アルミナ管３３２との間には、評価用のサンプルＳＡ（サンプルＳＡ１またはサンプルＳＡ２）が配置されて接合されている。第１アルミナ管３３１および第２アルミナ管３３２とサンプルＳＡとを接合する際には、サンプルＳＡ上に内径１６ｍｍの金の薄膜リング３０２を載置し、薄膜リング３０２に第１アルミナ管３３１および第２アルミナ管３３２を押し付けた状態で６００℃に昇温することにより金を軟化させ、ガスシール性を確保した。
【００４４】
第１アルミナチューブ３２１は、第１アルミナ管３３１の内側空間に配置されている。第１アルミナチューブ３２１は、その一端がサンプルＳＡの表面（図４における上面）に対向しており、Ｎ２（窒素）をサンプルＳＡの近傍に供給する。また、第２アルミナチューブ３２２は、第２アルミナ管３３２の内側空間に配置されている。第２アルミナチューブ３２２は、その一端がサンプルＳＡの表面（図４における下面）に対向しており、空気（Ａｉｒ）またはＮ２をサンプルＳＡの近傍に供給する。
【００４５】
電気炉３５０は、第１アルミナ管３３１および第２アルミナ管３３２の間に配置されたサンプルＳＡを取り囲むように配置され、サンプルＳＡを均一に加熱する。熱電対３４０は、第２アルミナチューブ３２２内におけるサンプルＳＡに近い位置に配置され、サンプルＳＡの温度を測定する。透明石英管３０４は、第１アルミナ管３３１および第２アルミナ管３３２を内部に収容するように配置され、第１アルミナ管３３１および第２アルミナ管３３２の外周空間にＮ２を供給できるようにしている。
【００４６】
（評価方法および評価結果）
図５は、第１の性能評価の評価方法および評価結果を示す説明図である。第１の性能評価では、サンプルＳＡを第１の性能評価用の装置３００にセットし、サンプルＳＡの酸素イオン透過側（図４における上側）に、すすを模擬するために炭素粉末（デンカブラック（登録商標））０．１ｇを乗せ、グラスウールをかぶせることにより炭素粉末の飛散を抑制した。また、第１アルミナ管３３１および第２アルミナ管３３２の外側の空間（透明石英管３０４の内側の空間）に、シール不足による外気からの酸素導入を抑制するために、Ｎ２を供給した。
【００４７】
図５に示すように、第１のガス供給条件として、サンプルＳＡの酸素イオン供給側（図４における下側）にＮ２を供給し、サンプルＳＡの酸素イオン透過側（図４における上側）にもＮ２を供給した状態で、電気炉３５０による加熱によってサンプルＳＡの温度を６００℃まで上昇させ、１時間保持した。その後、温度を下げ、炭素粉末を回収して重量を測定した。該炭素粉末の重量の測定値に基づき、熱処理に伴う炭素の減少量を算出した。なお、この際には、熱処理前後におけるグラスウールや金リング、サンプルＳＡの重量の測定値に基づき、それらに付着した炭素の重量を算出し、該付着した炭素の重量も考慮して、熱処理に伴う炭素の減少量を算出した。また、第２のガス供給条件として、サンプルＳＡの酸素イオン供給側に空気を供給し、サンプルＳＡの酸素イオン透過側にＮ２を供給した状態で、同様の熱処理を行った後、炭素の減少量を算出した。
【００４８】
図５に示すように、サンプルＳＡの酸素イオン透過側にも酸素イオン供給側にもＮ２を供給する第１のガス供給条件（すなわち、酸素が供給されない条件）において、酸素吸蔵体（ＣｅＯ２）のサンプルＳＡ２を用いた場合には、０．０１ｇの炭素重量減少が見られた。このように炭素の重量が減少したのは、外部から酸素が供給されない中で、酸素吸蔵体のサンプルＳＡ２の表面から吸蔵酸素が放出され、該放出された酸素により炭素粉末が酸化されたためであると考えられる。
【００４９】
一方、第１のガス供給条件において、酸素透過体（ＬＳＦ）のサンプルＳＡ１を用いた場合には、０．００２ｇの炭素重量減少が見られ、上述したサンプルＳＡ２を用いた場合の炭素重量減少量（０．０１ｇ）よりも少なかった。このように炭素重量減少量が非常に少なかったのは、外部から酸素が供給されない中で、酸素透過体のサンプルＳＡ１の表面から放出された酸素はわずかであり、炭素粉末がほとんど酸化されなかったためであると考えられる。このことから、酸素透過体（ＬＳＦ）の酸素吸蔵能は、酸素吸蔵体（ＣｅＯ２）の酸素吸蔵能と比べて大幅に小さく、酸素透過体が吸蔵する酸素の放出によって炭素が酸化される割合は、極めて小さいことが確認されたと言える。
【００５０】
また、サンプルＳＡの酸素イオン透過側にＮ２を供給し、酸素イオン供給側に空気を供給する第２のガス供給条件（すなわち、酸素イオン供給側に酸素が供給される条件）において、酸素吸蔵体（ＣｅＯ２）のサンプルＳＡ２を用いた場合には、第１のガス供給条件時と同じく０．０１ｇの炭素重量減少が見られた。このことは、酸素吸蔵体（ＣｅＯ２）が吸蔵していた酸素が放出されることのみによって炭素粉末が酸化されたことを示しており、酸素吸蔵体（ＣｅＯ２）では酸素イオンの透過が起こらないことが確認されたと言える。
【００５１】
一方、第２のガス供給条件において、酸素透過体（ＬＳＦ）のサンプルＳＡ１を用いた場合には、０．０２ｇの炭素重量減少が見られ、上述したサンプルＳＡ２を用いた場合の炭素重量減少量（０．０１ｇ）や、上述した第１のガス供給条件においてサンプルＳＡ１を用いた場合の炭素重量減少量（０．００２ｇ）よりも多かった。このことは、酸素透過体（ＬＳＦ）のサンプルＳＡ１の酸素イオン供給側と酸素イオン透過側との酸素分圧差（空気とＮ２との酸素分圧差）を駆動力として、サンプルＳＡ１の酸素イオン供給側から酸素イオン透過側に酸素イオンが透過し、該透過した酸素イオンにより炭素粉末が酸化されたことを示している。なお、本性能評価では、酸素透過体（ＬＳＦ）が吸蔵していた酸素が放出されることによって酸化された炭素重量（０．００２ｇ）に対する、酸素透過体（ＬＳＦ）を透過した酸素によって酸化された炭素重量（０．０２ｇ）の割合は、１０倍である。また、本性能評価では、酸素吸蔵体（ＣｅＯ２）が吸蔵していた酸素が放出されることによって酸化された炭素重量（０．０１ｇ）に対する、酸素透過体（ＬＳＦ）を透過した酸素によって酸化された炭素重量（０．０２ｇ）の割合は、２倍である。
【００５２】
以上説明した第１の性能評価により、酸素イオン伝導性と電子伝導性とを有する混合伝導体により構成された酸素透過体を用いることにより、炭素（すす）の酸化除去が促進されることが確認された。
【００５３】
Ｃ−２．第２の性能評価：
次に、内燃機関下流の排気装置でのすすの燃焼を模擬して行った第２の性能評価について説明する。図６は、第２の性能評価に用いられた各サンプルおよび評価結果を示す説明図である。第２の性能評価では、酸素吸蔵体であるＣｅＯ２の粉末と炭素粉末との混合粉体（サンプルＳＡ１１）と、酸素透過体であるＬＳＦの粉末と炭素粉末との混合粉体（サンプルＳＡ１２）と、酸素透過体であるＬＳＦの粉末と炭素粉末と触媒としての白金（Ｐｔ）の粉末との混合粉体（サンプルＳＡ１３）とを作製した。これらの混合粉体を作製するにあたり、酸素吸蔵体（ＣｅＯ２）の粉末および酸素透過体（ＬＳＦ）の粉末は、事前に仮焼することで、ＢＥＴ比表面積を約２ｍ２／ｇとし、それぞれ４ｇを秤量して調製した。また、炭素粉末は１ｇを秤量して調製した。また、白金粉末としては、田中金属製ＡＹ−１０１０を用い、０．１ｇを秤量して調製した。それぞれの粉末をメノウ乳鉢を用いて１０分間乾式で混合することにより、各混合粉体を作製した。
【００５４】
内径１６ｍｍのアルミナ管に、ガラスウールでくるんだ各サンプルの混合粉体を詰めて、図４と同様の装置を用いてＮ２ガスを流しながら６００℃まで昇温した後、１０％Ｏ２／９０％Ｎ２雰囲気に変更し、排出されるガス中の一酸化炭素（ＣＯ）および二酸化炭素（ＣＯ２）濃度の経時変化を質量分析計（ファイファーバキューム社製ＯｍｎｉＳｔａｒ）で測定することにより、炭素の燃焼を確認した。
【００５５】
図６に示すように、酸素吸蔵体（ＣｅＯ２）の粉末と炭素粉末との混合粉末であるサンプルＳＡ１１では、開始から２時間経過したタイミングでＣＯおよびＣＯ２の排出が見られなくなった。また、酸素透過体（ＬＳＦ）の粉末と炭素粉末との混合粉末であるサンプルＳＡ１２では、開始から１時間経過したタイミングでＣＯおよびＣＯ２の排出が見られなくなった。また、酸素透過体（ＬＳＦ）の粉末と炭素粉末と白金粉末との混合粉末であるサンプルＳＡ１３では、開始から１５分経過したタイミングでＣＯおよびＣＯ２の排出が見られなくなった。このように、ＣＯおよびＣＯ２の排出が見られなくなるまでの時間は、サンプルＳＡ１１を用いた場合と比べてサンプルＳＡ１２を用いた場合の方が短く、また、サンプルＳＡ１２を用いた場合と比べてサンプルＳＡ１３を用いた場合の方が短かった。なお、いずれのサンプルにおいても、質量分析計で測定されたＣＯとＣＯ２の排出量の総量はほぼ同一であった。このことから、ほぼすべての炭素が、１０％Ｏ２を流通させている時に、燃焼してＣＯまたはＣＯ２となっていることが確認できた。
【００５６】
以上説明した第２の性能評価により、酸素透過体を用いることにより、吸蔵酸素の表面交換反応と比べて、酸素透過体にすすが接することで局所的に発生した酸素分圧差を駆動力として透過した酸素イオンによって炭素が酸化される反応が促進され、酸素吸蔵能のみを持つ酸素吸蔵体（ＣｅＯ２）を用いる場合より、炭素（すす）の燃焼速度（酸化除去の速度）が速くなることが確認された。また、触媒としての白金等の貴金属を共存させることにより、酸素イオンの透過速度が向上し、炭素（すす）の燃焼速度（酸化除去の速度）が極めて速くなることが確認された。
【００５７】
Ｃ−３．第３の性能評価：
（サンプルについて）
次に、各サンプルの酸素イオン伝導度および酸素イオン輸率を求めた第３の性能評価について説明する。図７は、第３の性能評価に用いられた各サンプルおよび評価結果を示す説明図である。第３の性能評価では、ペレット形態の６つのサンプル（サンプルＳＡ２１〜サンプルＳＡ２６）が用いられた。各サンプルの材料および代表組成は、下記の通りである。サンプルＳＡ２１〜ＳＡ２４は、混合伝導体により構成されたものであり、サンプルＳＡ２５，ＳＡ２６は、酸素イオン伝導体により構成されたものである。なお、本性能評価では、各サンプルＳＡのペレットの両面に白金ペーストを塗布した後、１０００℃で焼き付けることにより、電極を形成した。
（１）サンプルＳＡ２１
材料：Ｌａ１−ｘＳｒｘＦｅＯ３（０．０５≦ｘ≦０．５）
代表組成：Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＦｅＯ３
（２）サンプルＳＡ２２
材料：ＳｃＳＺ  ＋  ３０ｖｏｌ％Ｌａ１−ｘ’Ｓｒｘ’ＣｒＯ３（０．０５≦ｘ’≦０．５）
代表組成：ＳｃＳＺ  ＋  ３０ｖｏｌ％Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＣｒＯ３
（３）サンプルＳＡ２３
材料：ＳｃＳＺ  ＋  ３０ｖｏｌ％Ｌａ１−ｘ’’Ｓｒｘ’’Ｃｒ１−ｙＭｎｙＯ３（０．０５≦ｘ’’≦０．５、０．０５≦ｙ≦０．５）
代表組成：ＳｃＳＺ  ＋  ３０ｖｏｌ％Ｌａ０．９Ｓｒ０．１Ｃｒ０．８Ｍｎ０．２Ｏ３
（４）サンプルＳＡ２４
材料：Ｂａ１−ｘ’’’Ｓｒｘ’’’Ｃｏ１−ｙ’Ｆｅｙ’Ｏ３（０．３≦ｘ’’’≦０．７、０．１≦ｙ’≦０．４）
代表組成：Ｂａ０．５Ｓｒ０．５Ｃｏ０．８Ｆｅ０．２Ｏ３
（５）サンプルＳＡ２５
材料：ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）
代表組成：Ｚｒ０．８４Ｙ０．１６Ｏ２
（６）サンプルＳＡ２６
材料：ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）
代表組成：Ｃｅ０．８Ｇｄ０．２Ｏ２
【００５８】
（評価用の装置について）
図８は、第３の性能評価用の装置４００の構成を概略的に示す説明図である。第３の性能評価用の装置４００は、２本のアルミナ管（第１アルミナ管４３１および第２アルミナ管４３２）と、２本のアルミナチューブ（第１アルミナチューブ４２１および第２アルミナチューブ４２２）と、電気炉４５０と、熱電対４４０とを備える。
【００５９】
第１アルミナ管４３１および第２アルミナ管４３２は、互いに同軸となるように配置されている。第１アルミナ管４３１と第２アルミナ管４３２との間には、評価用のサンプルＳＡ（サンプルＳＡ２１〜サンプルＳＡ２６のいずれか）が配置されて接合されている。第１アルミナ管４３１および第２アルミナ管４３２とサンプルＳＡとを接合する際には、サンプルＳＡ上に内径１６ｍｍの金の薄膜リング４０２を載置し、薄膜リング４０２に第１アルミナ管４３１および第２アルミナ管４３２を押し付けた状態で１０５０℃に昇温することにより金を軟化させ、ガスシール性を確保した。
【００６０】
第１アルミナチューブ４２１は、第１アルミナ管４３１の内側空間に配置されている。第１アルミナチューブ４２１は、その一端がサンプルＳＡの表面（図８における上面）に対向しており、Ｈｅ（ヘリウム）をサンプルＳＡの近傍に供給する。また、第２アルミナチューブ４２２は、第２アルミナ管４３２の内側空間に配置されている。第２アルミナチューブ４２２は、その一端がサンプルＳＡの表面（図８における下面）に対向しており、空気（Ａｉｒ）をサンプルＳＡの近傍に供給する。
【００６１】
電気炉４５０は、第１アルミナ管４３１および第２アルミナ管４３２の間に配置されたサンプルＳＡを取り囲むように配置され、サンプルＳＡを均一に加熱する。熱電対４４０は、第２アルミナチューブ４２２内におけるサンプルＳＡに近い位置に配置され、サンプルＳＡの温度を測定する。
【００６２】
（評価方法および評価結果）
まず、各サンプルＳＡの酸素透過速度ｊＯ２を算出した。具体的には、サンプルＳＡの酸素イオン透過側（図８における上側）にＨｅを１００ｓｃｃｍの流量で供給し、サンプルＳＡの酸素イオン供給側（図８における下側）に空気を２００ｓｃｃｍの流量で供給し、酸素イオン透過側（Ｈｅ側）に透過してきたガスの全流量を石鹸膜流量計で計測すると共に、マイクロガスクロマトグラフで該ガスの酸素濃度を求め、以下の式（１）にあてはめることにより、酸素透過速度ｊＯ２を算出した。
【数１】
2020012427.tif 000003
【００６３】
一方、酸素透過速度ｊＯ２は、以下の式（２）（Ｗａｇｎｅｒの式）で表される。なお、σｉは酸素イオン伝導度、σｅは電子伝導度、Ｒは気体定数、Ｆはファラデー定数、Ｌは酸素透過体の厚さ、Ｔは温度、Ｐ(Ｏ２)’、Ｐ(Ｏ２)’’はそれぞれ酸素イオン透過側と酸素イオン供給側の酸素分圧である。なお、キャリアが正孔である場合には、電子伝導度σｅは正孔による伝導度である。
【数２】
2020012427.tif 000004
【００６４】
また、電子伝導度σｅと酸素イオン伝導度σｉとの関係が以下の式（３）を満たす場合には、上記Ｗａｇｎｅｒの式（２）中の(σｉ×σｅ)／(σｉ＋σｅ)は、以下の式（４）のように近似される。そのため、この場合には、上記Ｗａｇｎｅｒの式（２）は、以下の式（５）に示す近似式で表される。式（５）をσｉについて解くと、酸素透過速度ｊＯ２から酸素イオン伝導度σｉを求める以下の式（６）が導かれる。図７には、各サンプルについて、式（６）を用いて算出された酸素イオン伝導度σｉの値が示されている。
【数３】
2020012427.tif 000005
【数４】
2020012427.tif 000006
【数５】
2020012427.tif 000007
【数６】
2020012427.tif 000008
【００６５】
次に、各サンプルＳＡについて、全伝導度σｔｏｔａｌを、直流４端子法によって測定した。具体的には、各サンプルＳＡの直方体形状のペレットの両端およびその間２か所の合計４か所に白金電極を塗布し、その上に白金の電極線を巻き付け、９００℃で焼き付けることにより、電流および電圧端子とした。外側の２つの端子に電流を流し、内側の２つの端子の電圧を測定することで、全伝導度σｔｏｔａｌを算出した。なお、全伝導度σｔｏｔａｌは、電子伝導度σｅと酸素イオン伝導度σｉとの和である。次に、以下の式（７）を用いて、全伝導度σｔｏｔａｌに対する、上述した酸素イオン伝導度σｉの比を算出することにより、６００℃での酸素イオン輸率を算出した。
【数７】
2020012427.tif 000009
【００６６】
図７に示すように、混合伝導体により構成された酸素透過体（ＬＳＦ）であるサンプルＳＡ２１では、酸素透過速度ｊＯ２を用いて算出された６００℃での酸素イオン伝導度σｉは、６．２×１０−４Ｓ／ｃｍであった。また、４端子法で測定した６００℃での全伝導度σｔｏｔａｌと上記酸素イオン伝導度σｉとを用いて算出された６００℃での酸素イオン輸率は、６．４×１０−６であった。このことから、混合伝導体により構成された酸素透過体を用いれば、酸素イオン伝導度σｉはあまり大きくなくても、電子伝導度σｅが十分に高いことで、すすを効果的に酸化除去することができることが確認された。
【００６７】
同様に、混合伝導体により構成された酸素透過体であるサンプルＳＡ２２では、６００℃での酸素イオン伝導度σｉは３．７×１０−３Ｓ／ｃｍであり、６００℃での酸素イオン輸率は４．６×１０−３であった。混合伝導体により構成された酸素透過体であるサンプルＳＡ２３では、６００℃での酸素イオン伝導度σｉは１．６×１０−４Ｓ／ｃｍであり、６００℃での酸素イオン輸率は９．７×１０−３であった。また、混合伝導体により構成された酸素透過体であるサンプルＳＡ２４では、６００℃での酸素イオン伝導度σｉは４．２×１０−１Ｓ／ｃｍであり、６００℃での酸素イオン輸率は１．５×１０−２であった。なお、混合伝導体ではなく酸素イオン伝導体である（すなわち、酸素イオン輸率が約１である）ＹＳＺおよびＧＤＣを用いたサンプルＳＡ２５およびサンプルＳＡ２６では、酸素が透過せず、酸素イオン伝導度σｉを算出することはできなかった。また、同様の性能評価を酸素吸蔵体であるＣｅＯ２を用いて行ったところ、酸素が透過せず、酸素イオン伝導度σｉを算出することはできなかった。
【００６８】
以上説明した第３の性能評価を参照すると、６００℃大気中における酸素透過体（混合伝導体）の酸素イオン伝導度は、１．０×１０−４Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましいと言える。また、６００℃大気中における酸素透過体（混合伝導体）の酸素イオン輸率は、１．０×１０−６以上であることが好ましいと言える。また、６００℃大気中における酸素透過体（混合伝導体）の酸素イオン輸率は、０．５以下であることが好ましいと言える。
【００６９】
Ｄ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【００７０】
上記実施形態における排気装置１００および排気ガス浄化装置３０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、酸素透過体３２を押し出し成形を行うことにより作製するとしているが、複数の筒状の混合伝導体を一体化することにより、酸素透過体３２を構成するとしてもよいし、酸素透過体３２をハニカム状の構成としてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態における酸素透過体３２を構成する混合伝導体の酸素イオン伝導度や酸素イオン輸率の数値範囲は、あくまで一例であり、これらの値が異なる数値範囲内にあってもよい。
【００７２】
また、上記第２実施形態では、排気ガス浄化装置３０ａが、酸素透過体３２における下流側排気空間Ｓ１側の表面に配置された第１の触媒３６と、上流側排気空間Ｓ２側の表面に配置された第２の触媒３８とを備えているが、排気ガス浄化装置３０ａが、第１の触媒３６と第２の触媒３８との一方のみを備えていてもよい。このような構成であっても、第１の触媒３６の存在による酸素透過体３２における酸素イオンの透過が促進される効果と、第２の触媒３８の存在によるすすの酸化除去が促進される効果との一方を奏するため、すすの除去性能の極めて高い排気ガス浄化装置３０ａを実現することができる。また、第１の触媒３６および／または第２の触媒３８が、酸素透過体３２に形成された各貫通孔３４の内部にも配置されていてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態における各部材を構成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０：下流側排気管  ２０：上流側排気管  ３０：排気ガス浄化装置  ３２：酸素透過体  ３４：貫通孔  ３６：第１の触媒  ３８：第２の触媒  １００：排気装置  ３００：評価用装置  ３０２：薄膜リング  ３０４：透明石英管  ３２１：第１アルミナチューブ  ３２２：第２アルミナチューブ  ３３１：第１アルミナ管  ３３２：第２アルミナ管  ３４０：熱電対  ３５０：電気炉  ４００：評価用装置  ４０２：薄膜リング  ４２１：第１アルミナチューブ  ４２２：第２アルミナチューブ  ４３１：第１アルミナ管  ４３２：第２アルミナ管  ４４０：熱電対  ４５０：電気炉  ＥＧｃ：浄化排気ガス  ＥＧｏ：原排気ガス  ＥＮ：ディーゼルエンジン  ＥＯ：排気口  ＯＳ：外部空間  Ｓ１：下流側排気空間  Ｓ２：上流側排気空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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