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アンモニア酸化分解触媒、並びにアンモニア酸化分解触媒を用いる水素製造方法及び水素製造装置 コモンズ

国内特許コード P150012467
整理番号 S2015-0745-N0/OU-0295
掲載日 2015年10月27日
出願番号 特願2015-045351
公開番号 特開2016-164109
出願日 平成27年3月6日(2015.3.6)
公開日 平成28年9月8日(2016.9.8)
発明者
  • 永岡 勝俊
  • 佐藤 勝俊
出願人
  • 国立大学法人 大分大学
発明の名称 アンモニア酸化分解触媒、並びにアンモニア酸化分解触媒を用いる水素製造方法及び水素製造装置 コモンズ
発明の概要 【課題】アンモニアの酸化分解のコールドスタート性に関して優れた特性を有するアンモニア酸化分解触媒、並びにこの触媒を用いた水素製造方法及び水素製造装置を提供する。
【解決手段】本発明の水素製造方法は、Ru、Co、Rh、Ir及びNiからなる群より選択される1種以上の触媒金属と、触媒金属を担持しているゼオライト担体とを有するアンモニア酸化分解触媒20に、アンモニア及び酸素を含有している原料ガスL1を接触させることによりアンモニアを酸化分解して水素を製造するに際し、ゼオライト担体へのアンモニアの吸着による発熱を利用してアンモニアの酸化分解反応を開始する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


アンモニアを水素媒体とした高度エネルギー変換・利用システムが提唱されている。このシステムでは、日照量の多い地域で、太陽光を利用して水を光分解することにより水素を製造し、得られた水素を窒素と反応させてアンモニアに変換し、液体のアンモニアを消費地まで運搬した後、アンモニアを分解して水素を生成することにより、水素が利用される。



上記システムの実用化に向けて、アンモニアの分解に用いられるアンモニアの分解触媒の開発が行われている。アンモニアの分解触媒に関しては、これまでにも種々の触媒が提案されている(例えば、下記特許文献1~4を参照)。



また、2NH→N+3Hで示されるアンモニアの分解反応は吸熱反応であり、アンモニアを十分に分解するには400℃という温度が必要である。したがって、従来のアンモニアの分解触媒を利用した水素製造装置では、起動のために触媒を400℃まで加熱する必要があり、起動後も更に外部からの熱供給が必要であり、起動時間やエネルギー消費の点で課題がある。



このような課題に関して、本件特許の発明者らは、室温などの低い温度から、外部からの熱供給なしに若しくはわずかな熱供給によってアンモニアの酸化分解を開始すること(以下、「アンモニアの酸化分解のコールドスタート」という場合もある)を可能とするアンモニア酸化分解触媒、並びにこの触媒を用いた水素製造方法及び水素製造装置を提案している(下記特許文献5)。



なお、この特許文献5では、アンモニア酸化分解触媒として、Ru、Co、Rh、Ir及びNiからなる群より選択される1種以上の触媒金属と、この触媒金属を担持している担体とを有するアンモニア酸化分解触媒を開示しており、この担体としては具体的には、La、MgO、Mg-Alオキサイドからなる群より選択される1種以上の酸化物、Al及びSiOからなる群より選択される一種以上の酸化物、並びにCe、Zr及びPrから選択される1種又は2種以上の元素を含有している酸化物を挙げている。

産業上の利用分野


本発明は、アンモニア酸化分解触媒、並びにアンモニア酸化分解触媒を用いる水素製造方法及び水素製造装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
Ru、Co、Rh、Ir及びNiからなる群より選択される1種以上の触媒金属と、前記触媒金属を担持しているゼオライト担体とを有するアンモニア酸化分解触媒に、アンモニア及び酸素を含有している原料ガスを接触させることによりアンモニアを酸化分解して水素を製造するに際し、前記ゼオライト担体への前記アンモニアの吸着による発熱を利用してアンモニアの酸化分解反応を開始する、水素製造方法。

【請求項2】
前記ゼオライト担体が、A型、フェリエライト、MCM-22、ZSM-5、モルデナイト、L型、Y型、X型、及びベータ型からなる群より選択される、請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記アンモニア酸化分解触媒を、前記アンモニア酸化分解触媒を不活性雰囲気中において80℃以上300℃以下の温度に加熱して前処理する、請求項1又は2に記載の方法。

【請求項4】
アンモニアの酸化分解反応の反応熱によって、前記ゼオライト担体の酸点からアンモニアを脱離させる、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】
Ru、Co、Rh、Ir及びNiからなる群より選択される一種以上の触媒金属と、前記触媒金属を担持しているゼオライト担体とを有する、アンモニア酸化分解触媒。

【請求項6】
前記ゼオライト担体が、A型、フェリエライト、MCM-22、ZSM-5、モルデナイト、L型、Y型、X型、及びベータ型からなる群より選択される、請求項5に記載の触媒。

【請求項7】
請求項5又は6に記載のアンモニア酸化分解触媒を備えている、水素製造装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015045351thum.jpg
出願権利状態 公開
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