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炭化水素の水蒸気改質用触媒

国内特許コード P08A013755
掲載日 2008年9月26日
出願番号 特願2005-279436
公開番号 特開2007-090137
登録番号 特許第4654413号
出願日 平成17年9月27日(2005.9.27)
公開日 平成19年4月12日(2007.4.12)
登録日 平成23年1月7日(2011.1.7)
発明者
  • 許 亜
  • 馬 雁
  • 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 炭化水素の水蒸気改質用触媒
発明の概要

【課題】 高活性で、優れた耐熱性を持つ炭化水素の水蒸気改質用触媒を提供する。
【解決手段】 主成分としてNi3Al金属間化合物、もしくはこれを酸処理及び/またはア
ルカリ処理して触媒とする。
【選択図】 図5

従来技術、競合技術の概要


水素を燃焼すると水しか発生しないことから、地球環境の保全という観点からは、水素は理想的な燃料といえる。最近では、特に燃料電池の燃料として水素が注目されている。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、メタンなどの炭化水素(CnHm)と水蒸気との反応により水素及び合成ガスを製造する方法があり、水蒸気改質反応とよばれている。その総括反応式は次の式で示され、大きな吸熱を伴う反応である。



CnHm + nH2O → nCO +(n+m/2)H2
従って、熱力学的には高温ほど有利であり、炭化水素の種類にもよるが、通常は700℃
以上の反応温度が必要であるとされている。このことから、炭化水素の水蒸気改質用触媒には、高い活性と共に、優れた耐熱性、高温安定性及び一定の高温強度が求められている。従来、このような炭化水素の水蒸気改質用の触媒としては、担体上に担持された遷移金属が一般的に用いられている。例えば、メタン(CH4)の水蒸気改質に対する最も高い触
媒活性を示す金属としてはRh,Ru,Ni,Ir,Pd,Pt,Reが知られている。なかでも、貴金属が最も多く使用されている。ただ、貴金属の場合には、コストが高いという問題がある。他方で、Niは比較的に安く、工業的によく使用されているが、活性が十分ではなく、耐熱性が低いという問題がある。そのため、貴金属やNiに代わる炭化水素改質用の触媒として、高活性、低コストで、耐熱性の良好な新しい触媒の開発が必要とされていた。



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ことから、このような高温特性等を利用してNi3Al系金属間化合物を触媒用成形体として応用す
ることが提案されている(特許文献1)。



また、最近、本出願の発明者らは、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てもいる(特許文献2)。

【特許文献1】特開昭55-88856号公報

【特許文献2】PCT/JP2005/001861

産業上の利用分野


本発明は、炭化水素と水とを原料として水素を製造するための水蒸気改質用触媒に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
酸処理後、アルカリ処理する二段階処理された金属間化合物NiAlを含有することを特徴とする炭化水素の水蒸気改質用触媒。

【請求項2】
共存成分とともにNiAl金属間化合物を含有し、共存成分を含む全体の元素組成(重量%)がNi 77-95%,Al 5-23%であることを特徴とする請求項1の炭化水素の水蒸気改質用触媒。

【請求項3】
触媒表面にNiナノ粒子が存在することを特徴とする請求項1または2の炭化水素の水蒸気改質用触媒。

【請求項4】
回転ディスクアトマイズ法もしくはインゴット溶製後の切削と機械研磨により作製された粉末形状を有していることを特徴とする請求項1から3のいずれかの炭化水素の水蒸気改質用触媒。

【請求項5】
請求項1から4のいずれかの触媒の製造方法であって、金属間化合NiAlを酸処理後、アルカリ処理する二段階処理することを特徴とする炭化水素の水蒸気改質用触媒の製造方法。

【請求項6】
請求項1から4のいずれかの触媒を用いる炭化水素の水蒸気改質方法であり、炭化水素と水蒸気との混合体を前記触媒と接触させて水素を製造することを特徴とする炭化水素の水蒸気改質方法。

【請求項7】
触媒をあらかじめ水素還元処理した後に炭化水素と水蒸気との混合体と接触させることを特徴とする請求項6の炭化水素の水蒸気改質方法。
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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出願権利状態 権利存続中
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