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AMMONIA OXIDATION DECOMPOSITION CATALYST, AND HYDROGEN PRODUCTION METHOD AND HYDROGEN PRODUCTION DEVICE USING THE AMMONIA OXIDATION DECOMPOSITION CATALYST UPDATE_EN commons

Patent code P150012467
File No. OU-0295,S2015-0745-N0
Posted date Oct 27, 2015
Application number P2015-045351
Publication number P2016-164109A
Patent number P6566662
Date of filing Mar 6, 2015
Date of publication of application Sep 8, 2016
Date of registration Aug 9, 2019
Inventor
  • (In Japanese)永岡 勝俊
  • (In Japanese)佐藤 勝俊
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人大分大学
Title AMMONIA OXIDATION DECOMPOSITION CATALYST, AND HYDROGEN PRODUCTION METHOD AND HYDROGEN PRODUCTION DEVICE USING THE AMMONIA OXIDATION DECOMPOSITION CATALYST UPDATE_EN commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ammonia oxidation decomposition catalyst having excellent characteristics regarding the cold start properties of ammonia oxidation decomposition, and a hydrogen production method and a hydrogen production device using the catalyst.
SOLUTION: Provided is a hydrogen production method where, when an ammonia oxidation decomposition catalyst 20 containing one or more kinds of catalyst metals selected from the group consisting of Ru, Co, Rh, Ir and Ni and a zeolite carrier carried with the catalyst metal(s) is contacted with a raw material gas L1 containing ammonia and oxygen, so that the ammonia is subjected to oxidation decomposition to produce hydrogen, the oxidation decomposition reaction of the ammonia is started utilizing the heat generation by the adsorption of the ammonia to the zeolite carrier.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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、2NH3→N2+3H2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、La2O3、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、Al2O3及びSiO2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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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、
(a)100℃以上の温度での不活性雰囲気中における前記ゼオライト担体の前処理、及び/又は(b)前もって行われるアンモニアの酸化分解反応の反応熱による前記ゼオライト担体の再生処理を行い、
その後で、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】
 
(a)100℃以上の温度での不活性雰囲気中における前記ゼオライト担体の前処理を行う、請求項1に記載の方法。

【請求項3】
 
(b)前もって行われるアンモニアの酸化分解反応の反応熱による前記ゼオライト担体の再生処理を行う、請求項1又は2に記載の方法。

【請求項4】
 
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1~3のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】
 
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300℃以下の温度に加熱して前処理する、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015045351thum.jpg
State of application right Registered
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