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水素製造用触媒とその製造方法及び水素の製造方法

国内特許コード P08A013754
掲載日 2008年9月26日
出願番号 特願2005-270907
公開番号 特開2007-075799
登録番号 特許第4701455号
出願日 平成17年9月16日(2005.9.16)
公開日 平成19年3月29日(2007.3.29)
登録日 平成23年3月18日(2011.3.18)
発明者
  • 許 亜
  • 千 東 鉉
  • 出村 雅彦
  • 平野 敏幸
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 水素製造用触媒とその製造方法及び水素の製造方法
発明の概要

【課題】 高活性、優れた耐熱性を持つメタノールもしくは炭化水素からの水素製造用触媒を提供する。
【解決手段】 Ni3Al金属間化合物を酸化処理、及び還元処理して作製した触媒とする。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


水素は燃料電池の燃料として注目されている。このような燃料としての水素の製造方法としてはこれまでに様々なものが知られている。そのうちの最も重要な方法として、メタノール、又はメタンなどの炭化水素(CnHm)から水素を製造する方法である。



メタノールから水素を生成する反応は主にメタノールの水蒸気改質反応(1)とメタノ
ールの分解反応(2)がある。



(1) CH3OH + H2O → 3H2 + CO2
(2) CH3OH → 2H2 + CO
炭化水素と水蒸気との反応は炭化水素の水蒸気改質とよばれる。その総括反応式は次の式(3)で示される。



(3) CnHm+ nH2O → nCO +(n+m/2)H2
これらの反応の触媒としては、主にアルミナなどの担体にRh,Ru,Ni,Ir,Pd,Pt,Re,Cuなどの金属及びその酸化物を担持した触媒が使用されている。この中、貴金属が最も多く使用されているが、コストが高いという問題がある。Cuは低温活性は比較的高いが、耐熱性に乏しいという問題がある。Niは比較的安く、工業的によく使用されているが、活性が十分ではなく、また耐熱性も高くない。そのため、高活性、低コスト、良い耐熱性の新しい触媒の開発が必要である。



また、従来の触媒調製法としては, 沈殿法、含浸法などがある。即ち、まず化合物としての触媒先駆体(例えば、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、或いはそれらの熱分解生成物である酸化物)を作り、それを一定の形状に成型後、焼成、還元などの活性化処理を行う。しかし、これらの方法では、調製操作が複雑である、成型した触媒の強度が十分に得られない、触媒と担体との結合が弱いなどの問題がある。



一方、金属間化合物Ni3Alは、通常の材料と異なり、降伏強度が正の温度依存性を示し
(強度の逆温度依存性と呼ばれている)、優れた高温特性、耐摩耗性を持っている。従来Ni3Al系金属間化合物を触媒用成形体としての応用が提案されたが(特許文献1)、水素
製造用触媒としての応用について示されていなかった。また、最近、この出願の発明者らは、Ni3Al金属間化合物はメタノール改質反応に高い触媒活性を示すことを見出した(特
許文献2)。しかしながら、このNi3Al触媒の低温での活性において、なお改良の余地が
あった。

【特許文献1】特開昭55-88856号公報

【特許文献2】特願2004-245546 PCT/JP2005/001861

産業上の利用分野


本発明は、炭化水素と水蒸気との反応による水素製造に有用な水素製造用触媒とその製造方法並びにこの触媒を用いる水素の製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属間化合物NiAlとその表面でのNi微粒子とを具有することを特徴とする炭化水素からの水素製造用触媒。

【請求項2】
アルミナを具有する請求項1の水素製造用触媒。

【請求項3】
請求項1または2の触媒の製造方法であって、金属間化合物NiAlを酸化処理し、次いで還元処理することを特徴とする炭化水素からの水素製造用触媒の製造方法。

【請求項4】
請求項1または2の触媒を用いて炭化水素の水蒸気改質反応を行うことを特徴とする水素の製造方法。
産業区分
  • その他無機化学
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005270907thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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