DE10062578A1

DE10062578A1 - Methanolreformierungskatalysator

Info

Publication number: DE10062578A1
Application number: DE10062578A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kaneko; Fumihiro Haga
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2001-07-05
Also published as: JP3759406B2; US6930068B2; US20010021469A1; JP2001232197A

Abstract

Ein Methanolreformierungskatalysator, der ein Wasserstoff enthaltendes reformiertes Gas erzeugt durch Reformieren von Methanol in einer Sauerstoff und Wasserdampf enthaltenden Atmosphäre, enthält einen Metalloxid-Träger und eine Pd-Zr-Legierung, mit welcher der Metalloxid-Träger imprägniert ist. Der Reformierungskatalysator beschleunigt die Wasserdampf-Reformierungsreaktion des Methanols als eine endotherme Reaktion und eine partielle Oxidationsreaktion des Methanols als eine exotherme Reaktion, während gleichzeitig die Bildung von CO-Gas unterdrückt wird. Außerdem benötigt eine Methanolreformierungsvorrichtung, die den Methanolreformierungskatalysator enthält, keine Heizeinrichtung für die Reformierungsreaktion.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Katalysator, der bei einer Re aktion zur Herstellung von Wasserstoffgas durch Reformierung eines Wasser stoff enthaltenden Gases wie Methanol und dgl. verwendet wird. Die vorliegen de Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Katalysator, der für eine Methanolgas-Reformierungsreaktion zur Erzeugung eines Wasserstoff enthal tenden Gases erforderlich ist, das als Brenngas (Treibgas) geeignet ist, das einer Brennstoffzelle zugeführt wird, die in einer Energiequelle und dgl. eines beweglichen Körpers verwendet wird.

2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Die Brennstoffzelle ist eine Vorrichtung zur direkten Umwandlung der chemi schen Energie eines Brennstoffs in elektrische Energie und mit ihr kann ein hoher Energie-Umwandlungsgrad erzielt werden. Der Hauptbrennstoff, der für eine Brennstoffzelle verwendet wird, ist Wasserstoff, es kann aber auch ein Treibgas (reformiertes Gas), das Wasserstoff und Kohlendioxid neben Was serstoff enthält, für eine Brennstoffzelle verwendet werden, beispielsweise eine Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle, eine Phosphorsäure-Brennstoffzelle, eine geschmolzene Carbonat-Brennstoffzelle und dgl. Deshalb ist in einem Brennstoffzellen-System, das eine solche Brennstoffzelle aufweist, ein Reformer vorgesehen und der Brennstoff (Wasserstoff enthaltende Brennstoff) wird in diesem Reformer reformiert unter Bildung eines Wasserstoff enthaltenden re formierten Gases.

Eine Wasserdampf-Reformierungsreaktion zur Reformierung von Methanol als ein Beispiel für einen Wasserstoff enthaltenden Brennstoff unter Verwendung von Wasserdampf zur Erzeugung von Wasserstoff wird beispielsweise durch die folgende Gleichung (f1) ausgedrückt:

CH₃OH + H₂O → CO₂+ 3H₂ (f1)

Da die durch die Gleichung (f1) ausgedrückte Reformierungsreaktion eine en dotherme Reaktion ist, sind an dem Reformer ein Brenner, eine Heizeinrich tung oder dgl. vorgesehen, um ihn zu erhitzen und somit die für die oben ge nannte Reformierungsreaktion erforderliche Wärmemenge zuzuführen, um die Reformierungsreaktion einzuleiten und aufrechtzuerhalten. Bei der durch die Gleichung (f1) ausgedrückten Reformierungsreaktion wird ein Cu als Haupt komponente enthaltender Katalysator verwendet.

Zusammenfassung der Erfindung

Für den Fall, dass ein Erhitzungsbrenner an dem Reformer angebracht wird, um die für die obige Reformierungsreaktion erforderliche Wärmemenge zuzu führen, muss jedoch nicht nur der Brenner, sondern auch eine Rohrleitung zur Einführung des Brennstoffs, von Luft und dgl. für die Verbrennung in den Brenner vorgesehen sein. Als Folge davon wird der Aufbau des Systems kompliziert und auch die Größe des Gesamtsystems nimmt zu.

Ein Katalysator auf Kupferbasis weist zwar eine ausgezeichnete Aktivität, Se lektivität und dgl. bei niedriger Temperatur auf, er ist jedoch problematisch in Bezug auf die Wärmebeständigkeit. Da die Aktivität und die Selektivität bei einer hohen Temperatur von mehr als 300°C extrem stark abnehmen, ist es insbesondere schwierig, einen solchen Katalysator für einen langen Zeitraum bei dieser hohen Temperatur zu verwenden. Außerdem wird metallisches Cu als aktive Komponente in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre oxidiert und gesintert, was dazu führt, dass die Aktivität abnimmt.

Dagegen weist ein Katalysator auf Pd-Basis eine hohe Beständigkeit gegen eine oxidierende Hochtemperatur-Atmosphäre auf, bei ihm tritt jedoch das Problem auf, dass er die Zersetzungsreaktion von Methanol fördert und somit eine große Menge Kohlenmonoxid (CO) erzeugt, das für die Brennstoffzelle schädlich ist. Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Probleme des Standes der Technik entwickelt und ein erstes Ziel der vorliegenden Erfin dung besteht darin, einen Methanolreformierungskatalysator zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, auch bei einer hohen Temperatur und in einer Sau erstoff-Atmosphäre eine hohe Aktivität mit einer guten Stabilität aufrechtzuer halten bei gleichzeitiger Unterdrückung der CO-Bildung.

Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung des oben genannten Methanolreformierungskatalysators anzuge ben.

Gemäß einem dritten Ziel betrifft die vorliegende Erfindung einen Reformer, der den oben genannten Methanolreformierungskatalysator enthält.

Gemäß einem vierten Ziel betrifft die vorliegende Erfindung ein Brennstoffzel len-System, in dem der oben genannte Reformer verwendet wird.

Um die oben genannten Ziele zu erreichen, umfasst ein Methanolreformie rungskatalysator der vorliegenden Erfindung einen Metalloxid-Träger und eine Pd-Zn-Legierung, mit der der Metalloxid-Träger imprägniert ist.

Bei dem oben genannten Methanolreformierungskatalysator wird die Bildung von CO als Folge einer Methanol-Zersetzungsreaktion unterdrückt, da die Pd- Komponente mit Zn legiert ist. Da sowohl die Pd-Zn-Legierung als auch das Metalloxid als Träger in einer oxidierenden Hochtemperatur-Atmosphäre stabil sind, läuft eine partielle Oxidationsreaktion als exotherme Reaktion unter Aus nutzung des Sauerstoffgases gleichzeitig mit der Wasserdampf-Reformie rungsreaktion als endotherme Reaktion oder vor der Wasserdampf-Reformie rungsreaktion ab. Das heißt, eine autothermische Reaktion, welche die Was serdampf-Reformierungsreaktion fördert durch Ausnutzung der durch die par tielle Oxidationsreaktion erzeugten Wärme, läuft in stabiler Weise ab.

Als Metalloxid-Träger kann irgendeiner der Vertreter aus der Gruppe Ce-Oxid, Zr-Oxid und komplexes Ce-Zr-Oxid verwendet werden. Die Pd-Zn-Legierung kann ebenfalls Ce und/oder Zr enthalten.

Bei dem erfindungsgemäßen Methanolreformierungskatalysator handelt es sich um einen Katalysator, der irgendeine Verbindung aus der Gruppe Verbin dung auf Palladium-Zink-Cer (Pd-Zn-Ce)-Basis, Verbindung auf Palladium- Zink-Zirkonium (Pd-Zn-Zr)-Basis und Verbindung auf Palladium-Zink-Cer- Zirkonium (Pd-Zn-Ce-Zr)-Basis enthält.

Bei dem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Methanolreformie rungskatalysators handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung des oben genannten erfindungsgemäßen Methanolreformierungskatalysators, das die Stufen Imprägnieren eines Metalloxids mit einer Pd und Zn enthaltenden Lö sung und Brennen des Metalloxids, das mit Pd und Zn imprägniert worden ist, umfasst.

Ein erfindungsgemäßer Methanol-Reformer umfasst eine Einlass-Öffnung für ein Gas, einen Reaktionsbehälter, in dessen Innern der erfindungsgemäße Methanolreformierungskatalysator enthalten ist und eine Reformierungs-Reaktion des durch die Gaseinlassöffnung zugeführten Gases bewirkt, und eine Auslassöffnung für das in dem Reaktionsbehälter reformierte Gas.

Außerdem umfasst eine erfindungsgemäße Methanolreformierungs-Vorrich tung eine Methanol-Vorratsquelle, eine Sauerstoff-Vorratsquelle, eine Wasser dampf-Vorratsquelle, den oben genannten Methanol-Reformer und eine Rohr leitung, mit der Methanol, Sauerstoff und Wasserdampf aus den jeweiligen Vorratsquellen in den Methanol-Reformer eingeführt werden.

In dem erfindungsgemäßen Methanol-Reformer oder in der erfindungsgemä ßen Methanolreformierungs-Vorrichtung können sowohl die Wasserdampf- Reformierungs-Reaktion als endotherme Reaktion als auch die partielle Oxida tionsreaktion als exotherme Reaktion gleichzeitig ablaufen unter Vermittlung des oben genannten erfindungsgemäßen Methanolreformierungskatalysators durch Einführen von Methanol, Sauerstoff und Wasserdampf in den Reakti onsbehälter. Da die für die Wasserdampf-Reformierungs-Reaktion erforderli che Wärme durch die partielle Oxidationsreaktion bereitgestellt wird, kann eine äußere Erhitzungs-Einrichtung, z. B. ein Brenner und dgl., weggelassen wer den. Daher kann der erfindungsgemäße Reformer oder die erfindungsgemäße Methanolreformierungs-Vorrichtung klein und einfach gehalten werden.

Ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellen-System umfasst die erfindungsge mäße Methanolreformierungs-Vorrichtung, eine Brennstoffzelle, eine Rohrlei tung, mit der das in der Reformierungs-Vorrichtung reformierte Gas der Brennstoffzelle zugeführt wird, und eine Rohrleitung, mit der ein Sauerstoff enthaltendes Gas der Brennstoffzelle zugeführt wird.

Mit dem oben genannten erfindungsgemäßen Brennstoffzellen-System kann eine Größenverminderung des gesamten Brennstoffzellen-Systems erzielt werden, da eine Reformierungs-Vorrichtung verwendet wird, die den oben ge nannten Methanolreformierungskatalysator aufweist. Das erfindungsgemäße Brennstoffzellen-System eignet sich daher für ein Brennstoffzellen-System, das in einen beweglichen Körper, beispielsweise ein Fahrzeug, ein Schiff und dgl. installiert wird, und dessen Apparatur-Dimension begrenzt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Methanolreformierungskataly sators, bei dem eine Katalysatorschicht auf die Innenwände der jeweili gen Zellen eines monolithischen Substrats gemäß einer Ausführungs form der vorliegenden Erfindung aufgebracht ist;

Fig. 1B zeigt eine vergrößerte Schnittansicht der Zelle des in Fig. 1A dargestell ten monolithischen Substrats;

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Reformers, der den Methanolre formierungskatalysator aufweist;

Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines Beispiels für den Aufbau eines Brennstoffzellen- Systems, das eine Methanolreformierungs-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst; und

Fig. 4 stellt eine Tabelle dar, welche die Katalysator-Eigenschaften unter den Herstellungsbedingungen des Methanolreformierungskatalysators ge mäß dieser Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Ein Methanolreformierungskatalysator gemäß einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung weist das Merkmal auf, dass er einen Metalloxid-Träger als Katalysator-Aktivierungs-Substanz enthält, der mit einer Pd-Zn-Legierung imprägniert ist.

Als Metalloxid-Träger kann jedes beliebige Material verwendet werden, falls es in der oxidierenden Hochtemperatur-Atmosphäre stabil ist. Beispielsweise sollte bevorzugt Ce-Oxid, Zr-Oxid, ein komplexes Ce-Zr-Oxid oder dgl. ver wendet werden.

Im allgemeinen sind Edelmetall-Materialien wie Pd und dgl. in dieser Hinsicht gut, da sie in einer oxidierenden Hochtemperatur-Atmosphäre stabil sind. Wenn jedoch ein Pd-Katalysator, bei dem Aluminiumoxid mit Pd als Einzel- Substanz imprägniert ist, in einer Methanolreformierungs-Reaktion verwendet wird, wird die Methanol-Zersetzungsreaktion, ausgedrückt durch die nachste hend angegebene Gleichung (f2), gefördert und dabei wird Kohlenmonoxid (CO) erzeugt, das für den Betrieb der Brennstoffzelle schädlich ist:

CH₃OH → CO + 2H₂ (f2)

Bei dem Methanolreformierungskatalysator gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Pd-Komponente mit Zn legiert ist, kann jedoch die Bildung von CO als Folge der oben genannten Methanol-Zerset zungsreaktion, ausgedrückt durch die Gleichung (f2), unterdrückt werden bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Hochtemperatur-Stabilität.

Wenn die Zn-Komponente mit Pd legiert wird, kann außerdem das Sintern der Zn-Komponente selbst unter ausreichenden Sauerstoff-Bedingungen und ver hältnismäßig hohen Temperatur-Bedingungen (beispielsweise 400 bis 500°C) verhindert werden und damit kann diese Zn-Komponente die katalytische Ak tivität noch aufrechterhalten.

Da sowohl eine Pd-Zn-Legierung als auch das Metalloxid, beispielsweise das Ce-Oxid, das Zr-Oxid, das komplexe Ce-Zr-Oxid oder dgl., in einer oxidieren den Hochtemperatur-Atmosphäre eine ausreichende Stabilität aufweisen, kann der Methanolreformierungskatalysator gemäß der Ausführungsform der Erfin dung als Katalysator nicht nur bei der Wasserdampf-Reformierungs-Reaktion, ausgedrückt durch die folgende Gleichung (f1), sondern auch bei einer partiel len Oxidationsreaktion, in der ein oxidierendes Gas verwendet wird, ausge drückt durch die folgende Gleichung (f3), verwendet werden.

CH₃OH + H₂O → CO₂+ 3H₂ (f1)

CH₃OH + 1/2O₂ → CO₂+ 2H₂ (f3)

Da die Wasserdampf-Reformierungs-Reaktion (f1) eine endotherme Reaktion ist, während die partielle Oxidationsreaktion (f3) eine exotherme Reaktion ist, kann die von außen zugeführte Wärme, um die Wasserdampf-Reformierungs- Reaktion (f1) zu starten oder fortzusetzen, vermindert oder weggelassen wer den, wenn beide Reaktionen gleichzeitig eingeleitet werden oder wenn die par tielle Oxidationsreaktion (f3) vor der Wasserdampf-Reformierungs-Reaktion (f1) eingeleitet wird.

Da der Methanolreformierungskatalysator gemäß der Ausführungsform der Erfindung bei einer hohen Temperatur verwendet werden kann, kann außer dem die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigt werden durch Durchführung der Reformierungs-Reaktion bei einer höheren Temperatur. Deshalb kann der Wirkungsgrad (die Ausbeute) der Reformierungs-Reaktion verbessert werden und es ist auch nicht erforderlich, übermäßig viel Aufmerksamkeit auf die Ab nahme der katalytischen Aktivität als Folge der hohen Temperatur zu richten. Als Folge davon kann der Strukturaufbau zur Erzielung des ausgewogenen Erhitzens in dem Reformer und dgl. vereinfacht werden.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass das Gewichtsverhältnis von Pd zu Zn in der Pd-Zn-Legierung auf ein Verhältnis Pd : Zn von 1 : 1 bis 1 : 50, vorzugswei se von 1 : 1 bis 1 : 10, eingestellt werden sollte. Wenn die Pd-Menge geringer ist als die in diesem Bereich definierte Menge, ist die katalytische Aktivität ver mindert. Wenn die Pd-Menge größer ist als die Zn-Menge, ist außerdem eine nicht legierte Pd-Einzelsubstanz vorhanden, welche die CO-Bildung beschleu nigt. Daher ist diese Situation nicht bevorzugt.

In diesem Fall kann der erfindungsgemäße Methanolreformierungskatalysator auch noch eine weitere (andere) Komponente außer der katalytischen Verbin dung enthalten. So kann beispielsweise zur Vergrößerung der Reaktions- Oberflächengröße ein Trägermaterial mit einer großen spezifischen Oberfläche, wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid oder dgl., das mit der oben genannten katalytischen Verbindung imprägniert ist, verwendet werden.

Die Fig. 1A zeigt in Form einer perspektivischen Ansicht ein Beispiel für den Methanolreformierungskatalysator gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung. Der erfindungsgemäße Methanolreformierungskatalysator ist beispielsweise in Form eines Überzugs auf das monolithische Keramik- oder Metall-Bienenwaben-Substrat, wie es in Fig. 1A dargestellt ist, aufgebracht. Das monolithische Substrat weist eine Vielzahl von hohlen Zellen 10A auf. Wie in Fig. 1B dargestellt, ist eine Katalysatorschicht 20, welche das oben genann te erfindungsgemäße katalytische Material enthält, in Form eines Überzugs auf die inneren Oberflächen der jeweiligen hohlen Zellen 10A aufgebracht.

Die Gestalt des Katalysators unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, wenn dieser Katalysator in einem Reaktionsbehälter des Reformers angeord net werden kann. Es kann ein granulärer oder pelletartiger Katalysator ver wendet werden.

Die Fig. 2 zeigt einen Methanol-Reformer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist der Reformer einen Reaktor-Behälter 31 auf, in dem eine Reformierungs-Reaktion durchgeführt wird, und der Methanolreformierungskatalysator 10 ist in dem Reaktor-Behälter 31 enthalten. Eine Gaseinlass-Öffnung 32 zur Einleitung von Methanolgas, von Wasserdampfgas und Sauerstoffgas ist an einem Ende des Reaktor-Behälters 31 vorgesehen, während eine Gasauslass-Öffnung 33 zum Austragen des re formierten Gases an dem anderen Ende des Reaktor-Behälters 31 vorgesehen ist.

Der Reaktor-Behälter 31 unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, wenn hauptsächlich die partielle Oxidationsreaktion und die Wasserdampf- Reformierungs-Reaktion zwischen dem zugeführten Methanol, Sauerstoff und Wasserdampf durchgeführt werden können und es kann jeder beliebige Behälter verwendet werden, wenn er in einem gewissen Umfang gegen hohe Tem peratur und Druck beständig ist. Außerdem unterliegt dieser Behälter keiner Beschränkung auf die Gestalt einer Rohrleitung, wie in Fig. 2 dargestellt. Es kann jede beliebige Gestalt oder jede beliebige Struktur des Behälters verwen det werden, wenn der Methanolreformierungskatalysator in den Behälter einge füllt werden kann. Außerdem besteht keine Notwendigkeit, eine einzelne Ga seinlass-Öffnung 32 vorzusehen und es kann auch eine Vielzahl von Gasein lass-Öffnungen 32 vorgesehen sein.

Nachstehend wird ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung des erfin dungsgemäßen Methanolreformierungskatalysators näher erläutert. Der erfin dungsgemäße Katalysator kann erhalten werden durch Mischen von Pd- und Zn-Nitraten in einem vorgegebenen Verhältnis, anschließendes Eintauchen des Ce- oder Zr-Oxids oder des komplexen Ce-Zr-Oxids als Metalloxid in die resultierende gemischte Lösung und anschließendes Trocknen und Brennen des resultierenden Oxids.

Zur Herstellung des in Fig. 1A dargestellten Katalysators wird insbesondere zuerst eine gemischte Pd-Zn-Lösung hergestellt durch Auswiegen der Pd- und Zn-Metallnitrate in einem vorgegebenen Verhältnis und anschließendes Auflö sen derselben in reinem Wasser. Dann wird das Ce- oder Zr-Oxid oder das komplexe Ce-Zr-Oxid zu dieser gemischten Pd-Zn-Lösung zugegeben und da nach wird das Metalloxid mit Pd und Zn durch ausreichendes Rühren/Vermi schen derselben imprägniert. Dann werden Katalysator-Pulver erhalten durch Trocknen der gemischten Lösung, der das Metalloxid zugesetzt worden ist, bei 150°C und anschließendes Brennen derselben bei 400 bis 600°C.

In diesem Fall kann dann, wenn das Metalloxid mit Pd und Zn imprägniert wird, zuerst das Oxid mit Zn imprägniert werden und dann kann das Oxid mit Pd imprägniert werden. Das heißt, das Metalloxid wird der Zn enthaltenden Lö sung zugesetzt und dann kann Pd zugegeben werden. In diesem Fall kann die Methanol-Zersetzungsreaktion durch das Pd wirksam unterdrückt werden, da das Pd mit dem Zn beschleunigt legiert wird. Als Folge davon kann die Bildung von CO noch besser unterdrückt werden.

Wenn die Brenn-Temperatur nach dem Imprägnieren weniger als 400°C be trägt, erfolgt das Legieren von Pd und Zn unzureichend und dadurch wird die Bildung von CO als Folge der Pd-Einzelsubstanz verstärkt. Wenn dagegen die Brenn-Temperatur mehr als 600°C übersteigt, erfolgt ein Sintern der Pd-Zn- Legierung und damit nimmt die katalytische Aktivität ab.

Dann wird die durch Zerkleinern/Mischen der resultierenden Katalysator-Pulver erhaltene Aufschlämmung unter Verwendung einer Planeten-Kugelmühle mit einem Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid enthaltenden Salpetersäuresol erhal ten. Zu diesem Zeitpunkt ist es bevorzugt, dass die darin enthaltene Menge an Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid auf weniger als 10 Gew.-% eingestellt wer den sollte. Es ist nicht bevorzugt, dass die darin enthaltene Menge an Alumini umoxid oder Siliciumdioxid mehr als 10 Gew.-% übersteigt, da dann die Menge an Katalysator-Pulver-Komponente relativ vermindert wird.

Danach wird die oben genannte Aufschlämmung in Form eines Überzugs auf das monolithische Substrat aufgebracht. Dann wird das Ganze bei 400°C an der Luft gebrannt und dann bei 400°C in Wasserstoff reduziert. Auf diese Wei se kann der in Fig. 1A dargestellte Methanolreformierungskatalysator herge stellt werden.

Die Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines Beispiels für den Aufbau eines Brennstoff zellen-Systems, welches die Methanolreformierungs-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Wie in Fig. 3 darge stellt, werden die jeweiligen Gase über eine Sauerstoff-Zuführungsquelle 110, eine Methanol-Zuführungsquelle 120 und eine Wasserdampf-Zuführungsquelle 130 in einen Reformer 140 eingeführt. Das Methanol wird durch eine Heizein richtung 170 vergast, dann mittels eines Verdampfers 180 in den Wasser dampf eingemischt und dann in den Reformer 140 eingeführt. Als Sauerstoff enthaltendes Gas wird Luft eingeleitet. Diese Gase werden unter Vermittlung des Methanolreformierungskatalysators gemäß der oben genannten Ausfüh rungsform der Erfindung in dem Reformer 140 zu einem Wasserstoff enthal tenden Gas reformiert.

In der Methanolreformierungs-Vorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfin dung weist das CO-Gas in dem reformierten Gas ursprünglich eine niedrige CO-Konzentration auf. Außerdem ist es bevorzugt, dass die CO-Konzentration in dem reformierten Gas durch einen CO-Umwandlungsreaktor 150 und einen bevorzugten Oxidations-Reaktor 160 weiter vermindert wird. Schließlich ist es bevorzugt, dass die CO-Konzentration in dem reformierten Gas, das in die Brennstoffzelle eingeleitet wird, auf weniger als 40 bis 50 ppm herabgesetzt werden sollte.

Eine Brennstoffzelle 200 umfasst eine Einheitszelle, die einen solchen Aufbau hat, dass eine Brennstoff-Elektrode (Anode) und eine Luftelektrode (Kathode) über einen Elektrolyten hinweg einander gegenüber liegen. Das reformierte Gas, in dem der CO-Gehalt reduziert worden ist, wird der Brennstoffelektrode zugeführt und beispielsweise wird die Sauerstoff enthaltende Luft der Luftelek trode zugeführt. Diese Gase können eine elektromotorische Kraft auf der Basis der elektrochemischen Reaktion erzeugen und auch Wasserdampf bilden. Das den Wasserstoff enthaltende Abgas und das die Luft enthaltende Abgas wer den in die Heizeinrichtung 170 und in den Verdampfer 180 zurückgeführt und als Brennstoffgas wieder verwendet. Als Brennstoffzelle 200 kann jede beliebi ge Brennstoffzelle verwendet werden, eine Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle wird jedoch bevorzugt verwendet.

In diesem Fall können die Sauerstoff-Vorratsquelle 110, die Methanol- Vorratsquelle 120 und die Wasserdampf-Vorratsquelle 130 in befriedigender Weise verwendet werden, wenn sie das Methanol, den Sauerstoff und den Wasserdampf jeweils dem Reformer 140 zuführen können und geeignete Bei spiele können sein verschiedene Behälter und Bomben.

Die Verbindung zwischen den jeweiligen Gas-Vorratsquellen und dem Refor mer 140 und die Verbindung zwischen dem Reformer 140 und der Brennstoff zelle 200 kann durch geeignete Rohrleitungen erfolgen. Verschiedene Senso ren, beispielsweise ein Strömungsmesser, ein Manometer, ein Thermometer und dgl. und eine Druckerzeugungs-Einrichtung, beispielsweise eine Pumpe und dgl., können in der Mitte dieser Rohrleitungen angeordnet sein und da durch kann die Zuführung der jeweiligen Materialien, beispielsweise des Methanols und dgl., gesteuert (kontrolliert) werden.

Da die partielle Oxidationsreaktion des Methanols vor der Wasserdampfrefor mierungs-Reaktion oder im wesentlichen gleichzeitig damit durchgeführt wird, können der Methanol-Zuführungsweg und der Sauerstoff-Zuführungsweg an der stromaufwärts gelegenen Seite des Reformers miteinander vereinigt wer den.

Beispiele für den Methanolreformierungskatalysator gemäß der erfindungsge mäßen Ausführungsform werden nachstehend erläutert.

Beispiel 1

Die Pd- und Zn-Nitrate wurden so miteinander gemischt, dass das Molverhält nis Pd : Zn auf 1 : 1 eingestellt wurde. Insbesondere wurde die gemischte Pd-Zn- Lösung hergestellt durch Mischen von 188,7 g einer Palladiumnitrat-Lösung [Pd(NO₃)₂-Lösung, Pd-Konzentration 26,5 Gew.-%] und 139,8 g einer Zinkni trat-Lösung [Zn(NO₃)₂ . 6H₂O] mit reinem Wasser und anschließendes ausrei chendes Rühren derselben.

Dann wurde die Katalysator-Pulver hergestellt durch Imprägnieren von 500 g des Ce-Zr-Oxids mit der oben genannten gemischten Lösung und anschlie ßendes Trocknen derselben bei 150°C und Brennen derselben bei 500°C.

Eine Katalysator-Mikropulver-Aufschlämmung wurde erhalten durch Zerklei nern/Mischen von 100 g des resultierenden Katalysator-Pulvers und 100 g ei nes 8 Gew.-% Salpetersäure-Aluminiumoxid-Sols (gemischte Lösung aus 13 g Boehmit-Aluminiumoxid und 87 g einer 10 gew.-%igen wässrigen Salpetersäu re-Lösung) für 2 h unter Verwendung einer Planeten-Kugelmühle.

Eine Überzugsschicht mit einem Gewicht von 200 g/L-Substrat wurde erhalten durch Aufbringen der resultierende Aufschlämmung in Form einer Schicht auf das monolithische Keramik-Substrat (400 Zeilen, 0,119 ml), anschließendes Trocknen desselben für 10 min bei 150°C und nachstehendes Brennen des selben an der Luft bei 500°C. Außerdem wurde ein Methanolreformierungska talysator 1 hergestellt durch Reduzieren dieser Überzugsschicht mit einem Gewicht von 200 g/l-Substrat für 1 h in einem Wasserstoffstrom bei 500°C.

Unter den weiter unten beschriebenen Testbedingungen betrug die Reformie rungsrate dieses Methanolreformierungskatalysators 1 89% und die CO- Konzentration in dem mit dem Methanolreformierungskatalysator 1 reformier ten Gas betrug 2,5%.

Beispiel 2

Nitrate der jeweiligen Elemente wurden miteinander gemischt zur Erzielung eines Molverhältnisses Pd : Zn von 1 : 2. Insbesondere wurde eine gemischte Lösung hergestellt durch Auswiegen von 188,7 g einer Palladiumnitrat-Lösung [Pd(NO₃)₂-Lösung, Pd-Konzentration 26,5 Gew.-%] und 279,6 g einer Zinkni trat-Lösung [Zn(NO₃)₂ . 6H₂O] und anschließendes Mischen derselben mit rei nem Wasser und nachfolgendes ausreichendes Rühren. Es wurde ein Metha nolreformierungskatalysator 2 hergestellt durch Anwendung der gleichen Her stellungsbedingungen wie in Beispiel 1 mit Ausnahme der oben genannten.

Unter den weiter unten beschriebenen Testbedingungen wurde die Reformie rungsrate dieses Methanolreformierungskatalysators 2 zu 99,8% bestimmt und die CO-Konzentration in dem mit diesem Methanolreformierungskatalysa tor 2 reformierten Gas betrug 2,5%.

Beispiel 3

Nitrate von Pd und Zn wurden miteinander gemischt zur Erzielung eines Mol verhältnisses Pd : Zn = 1 : 10. Ein Methanolreformierungskatalysator 3 wurde hergestellt unter Anwendung der gleichen Herstellungsbedingungen wie in Bei spiel 1 mit Ausnahme der oben genannten.

Unter den weiter unten beschriebenen Testbedingungen betrug das Reformie rungs-Verhältnis dieses Methanolreformierungskatalysators 3 99,3% und die CO-Konzentration in dem mit dem Methanolreformierungskatalysator 3 refor mierten Gas betrug 1,1%.

Beispiel 4

Die Katalysator-Pulver wurden erhalten durch Imprägnieren von 500 g Ce-Oxid mit der gemischten Pd-Zn-Lösung und anschließendes Trocknen bei 150°C und nachfolgendes Brennen bei 500°C. Es wurde ein Methanolreformierungs katalysator 4 hergestellt unter Anwendung der gleichen Herstellungsbedingun gen wie im Beispiel 2 mit Ausnahme der oben genannten.

Unter den weiter unten beschriebenen Testbedingungen betrug das Reformie rungs-Verhältnis dieses Methanolreformierungskatalysators 4 98,8% und die CO-Konzentration in dem mit diesem Methanolreformierungskatalysator 4 re formierten Gas betrug 2,2%.

Beispiel 5

Die Katalysator-Pulver wurden erhalten durch Imprägnieren von 500 g Zr-Oxid mit der gemischten Pd-Zn-Lösung und anschließendes Trocknen bei 150°C und nachfolgendes Brennen bei 500°C. Es wurde ein Methanolreformierungs katalysator 5 hergestellt unter Anwendung der gleichen Herstellungsbedingun gen wie im Beispiel 2 mit Ausnahme der oben genannten.

Unter den weiter unten beschriebenen Testbedingungen betrug das Reformie rungs-Verhältnis dieses Methanolreformierungskatalysators 5 99,7% und die CO-Konzentration in dem mit diesem Methanolreformierungskatalysator 5 re formierten Gas betrug 2,3%.

Beispiel 6

Das Molverhältnis Ce : Zr des Ce-Zr-Oxids wurde so eingestellt, dass die Zr- Menge größer wurde. Es wurde ein Methanolreformierungskatalysator 6 her gestellt unter Anwendung der gleichen Herstellungsbedingungen wie in Bei spiel 1 aus Ausnahme der oben genannten.

Unter den weiter unten beschriebenen Testbedingungen betrug das Reformie rungs-Verhältnis dieses Methanolreformierungskatalysators 6 99,5% und die CO-Konzentration in dem mit dem Methanolreformierungskatalysator 6 refor mierten Gas betrug 2,2%.

Beispiel 7

Die Katalysator-Pulver, in denen 500 g Ce-Zr-Oxid mit der gemischten Pd-Zn- Lösung imprägniert worden waren, wurden bei 400°C gebrannt. Dann wurde die Katalysator-Mikropulver-Aufschlämmung in Form einer Schicht auf das monolithische Keramik-Substrat aufgebracht und die Überzugsschicht wurde an der Luft bei 400°C gebrannt. Dann wurde die Überzugsschicht in einem Wasserstoffstrom bei 400°C reduziert. Das heißt mit anderen Worten, die Brenntemperaturen und die Reduktions-Temperatur wurden jeweils auf 400°C eingestellt. Es wurde ein Methanolreformierungskatalysator 7 hergestellt unter Anwendung der gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 2 mit Aus nahme der oben genannten.

Unter den weiter unten beschriebenen Testbedingungen betrug die Reformie rungsrate dieses Methanolreformierungskatalysators 7 98,3% und die CO- Konzentration in dem mit diesem Methanolreformierungskatalysator 7 refor mierten Gas betrug 2,3%.

Beispiel 8

Die Brenntemperaturen und die Reduktions-Temperatur wurden jeweils auf 600°C festgelegt. Es wurde ein Methanolreformierungskatalysator 8 hergestellt unter Anwendung der gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 2 und in Beispiel 7 mit Ausnahme der oben genannten.

Unter den weiter unten beschriebenen Testbedingungen betrug die Reformie rungsrate dieses Methanolreformierungskatalysators 8 98,5% und die CO- Konzentration in dem mit diesem Methanolreformierungskatalysator 8 herge stellten Gas betrug 2,1%.

Vergleichsbeispiel 1

Die wässrige Palladium-Lösung wurde erhalten durch Auswiegen von 188,7 g der Palladiumnitrat-Lösung [Pd(NO₃)₂-Lösung, Pd-Konzentration 26,5 Gew.-%] und anschließendes Mischen derselben mit reinem Wasser und nachfolgendes ausreichendes Rühren. Dann wurden mit 5 Gew.-% Pd imprägnierte Katalysa tor-Pulver erhalten durch Imprägnieren von 500 g des Ce-Zr-Oxids mit der oben genannten wässrigen Palladium-Lösung, anschließendes Trocknen bei 150° und nachfolgendes Brennen bei 500°C.

Dann wurde eine mit Pd imprägnierte Katalysatormikro-Pulveraufschlämmung erhalten durch Mahlen/Mischen von 100 g des resultierenden, mit 5 Gew.-% Pd imprägnierten Katalysator-Pulvers mit einem 8 Gew.-% Salpetersäure- Aluminiumoxid-Sol (gemischte Lösung von 13 g Boehmit-Aluminiumoxid und 87 g einer 10 gew.-%igen wässrige Salpetersäure-Lösung) unter Verwendung einer Planeten-Kugelmühle für 2 h.

Es wurde eine Überzugsschicht mit einem Gewicht von 200 g/L-Substrat erhal ten durch Aufbringen der resultierenden Aufschlämmung in Form einer Schicht auf das monolithische Keramik-Substrat (400 Zellen, 0,119 ml), wobei man ein Beschichtungs-Gewicht von 200 g/L in Form des mit 5 Gew.-% Pd imprägnier ten Katalysator-Pulvers erhielt, dann wurde 10 min lang bei 150°C getrocknet und an der Luft bei 500°C gebrannt. Außerdem wurde ein Methanolreformie rungskatalysator 9 dieses Beispiels hergestellt durch Reduzieren dieser Über zugsschicht mit einem Gewicht von 200 g/L-Substrat für 1 h in einem Wasser stoffstrom von 500°C.

Unter den weiter unten beschriebenen Testbedingungen betrug die Reformie rungsrate dieses Methanolreformierungskatalysators 9 92% und die CO- Konzentration in dem mit dem Methanolreformierungskatalysator 9 reformier ten Gas betrug 10,5%.

Vergleichsbeispiel 2

Eine Cu-ZnO-Katalysatormikropulver-Aufschlämmung wurde erhalten durch Mahlen/Mischen von 100 g eines im Handel erhältlichen Cu-ZnO- Methanolreformierungskatalysator-Pulvers und 100 g eines 8 Gew.-% Salpe tersäure-Aluminiumoxid-Sols (gemischte Lösung von 13 g Boehmit- Aluminiumoxid und 87 g einer 10 gew.-%igen wässrigen Salpetersäure- Lösung) unter Verwendung einer Planeten-Kugelmühle für 2 h.

Es wurde eine Überzugsschicht mit einem Gewicht von 200 g/l-Substrat erhal ten durch Aufbringen der resultierenden Aufschlämmung in Form eines Über zugs auf das monolithischer Keramik-Substrat (400 Zellen, 0,119 ml), um ein Überzugsgewicht von 200 g/L als Cu-ZnO-Katalysator-Pulver zu erhalten, dann wurde 10 min lang bei 150°C getrocknet und danach an der Luft bei 500°C gebrannt. Außerdem wurde ein Methanolreformierungskatalysator 10 dieses Beispiels hergestellt durch Reduzieren dieser Überzugsschicht mit einem Ge wicht von 200 g/L-Substrat für 1 h in einem Wasserstoffstrom von 400°C.

Unter den weiter unten angegebenen Testbedingungen betrug die Reformie rungsrate dieses Methanolreformierungskatalysators 10 85% und die CO- Konzentration in dem mit diesem Methanolreformierungskatalysator 10 refor mierten Gas betrug 1,1%.

Vergleichsbeispiel 3

Es wurde eine wässrige Palladium-Lösung erhalten durch Auswiegen von 188,7 g einer Palladiumnitrat-Lösung [Pd(NO₃)₂-Lösung, Pd-Konzentration 26,5 Gew.-%] und anschließendes Mischen derselben mit reinem Wasser und nachfolgendes ausreichendes Rühren. Dann wurden mit 5 Gew.-% Pd imprä gnierte Katalysator-Pulver erhaltenen durch Imprägnieren von 500 g Zinkoxid (ZnO)-Pulvern mit der oben genannten wässrigen Palladium-Lösung, anschlie ßendes Trocknen bei 150°C und nachfolgendes Brennen bei 500°C.

Dann wurde eine mit Pd imprägnierte Katalysator-Mikropulver-Aufschlämmung erhalten durch Mahlen/Mischen von 100 g der resultierenden mit 5 Gew.-% Pd imprägnierten Katalysator-Pulver und 100 g eines 8 Gew.-% Salpetersäure- Aluminiumoxid-Sols (gemischte Lösung von 13 g Boehmit-Aluminiumoxid und 87 g einer 10 gew.-%igen wässrigen Salpetersäure-Lösung) unter Verwendung einer Planeten-Kugelmühle für 2 h.

Die Überzugsschicht mit einem Gewicht von 200 g/l-Substrat wurde erhalten durch Aufbringen der resultierenden Aufschlämmung in Form einer Schicht auf das monolithische Keramik-Substrat (400 Zellen, 0,119 ml), wobei man ein Überzugsgewicht von 200 g/L als mit 5 Gew.-% Pd imprägniertes Katalysator- Pulver erhielt, dann wurde 10 min lang bei 150°C getrocknet und danach an der Luft bei 500°C gebrannt. Außerdem wurde ein Methanolreformierungskata lysator 11 dieses Beispiels hergestellt durch Reduzieren dieser Überzugs schicht mit einem Gewicht von 200 g/L-Substrat für 1 h in einem Wasser stoffstrom von 500°C.

Unter den weiter unten angegebenen Testbedingungen betrug die Reformie rungsrate dieses Methanolreformierungskatalysators 11 89% und die CO- Konzentration in dem mit diesem Methanolreformierungskatalysator 11 refor mierten Gas betrug 2,4%.

Testbedingungen

Die Reformierungsrate der in den Beispielen 1 bis 8 und in den Vergleichsbei spielen 1 bis 3 erhaltenen Reformierungs-Katalysatoren wurde bestimmt auf der Basis der autothermischen Reaktion, bei der eine Wasserdampf- Reformation und eine partielle Oxidationsreaktion gleichzeitig durchgeführt wurden.

Die Reformierungs-Reaktion des Methanols wird unter den folgenden Reakti onsbedingungen durchgeführt. In diesem Fall wird die Menge des zugesetzten Wasserdampfes auf einen theoretischen Wert eingestellt und die Sauerstoff- Menge wird auf 1/3 des theoretischen Wertes festgesetzt.

CH₃OH + H₂O → CO₂+ 3H₂ (Wasserdampf-Reformierungsreaktion)

CH₃OH + 1/2O₂ → CO₂+ 2H₂ (partielle Oxidationsreaktion)

Die Reformierungsrate wird errechnet durch Bestimmung der Menge an restli chem Methanol unter Anwendung der Gaschromatographie. Die Reformie rungs-Temperatur wird auf 400°C an der Katalysator-Einlassöffnung festgelegt und die LHSV (der Wert für die zugeführte Flüssigkeitsmenge zu einem Kata lysator-Volumen pro Einheitszeit) wird auf 4 h^-1 festgelegt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle der Fig. 4 angegeben. Entsprechend diesen Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die folgenden Erkenntnisse gewonnen.

Aus einem Vergleich zwischen dem Vergleichsbeispiel 1 und den Beispielen 1 bis 8 ist zu ersehen, dass eine große Menge CO durch den Katalysator in dem Vergleichsbeispiel 1 erzeugt wurde, bei dem der Träger aus dem komplexen Ce-Zr-Oxid mit einer Pd-Einzelsubstanz imprägniert worden ist, während die CO-Konzentration in dem reformierten Gas mit den Katalysatoren der Beispie le 1 bis 8 unter Verwendung einer Pd-Zn-Legierung beträchtlich verringert wer den kann.

Aus einem Vergleich zwischen dem Vergleichsbeispiel 2 und den Beispielen 1 bis 8 ist zu ersehen, dass mit einem konventionellen Katalysator auf Basis von Cu-ZnO in einer oxidierenden Hochtemperatur-Atmosphäre bei den oben ge nannten Testbedingungen, bei denen eine gute Reformierungsrate bei allen Beispielen 1 bis 8 erzielt wurde, eine gute Reformierungsrate nicht erhalten werden kann.

Der Katalysator des Vergleichsbeispiels 3, bei dem ZnO mit Pd imprägniert worden ist, kann die CO-Konzentration in dem reformierten Gas auf einen Wert unterhalb desjenigen des Vergleichsbeispiels 1 verringern, die Reformie rungsrate in dem Vergleichsbeispiel 3 ist jedoch deutlich niedriger als in den Beispielen 1 bis 8.

Außerdem besteht auf der Basis der Ergebnisse der Beispiele 1 bis 3 die Nei gung, dass die gute Reformierungs-Reaktion in allen Beispielen 1 bis 3 be schleunigt wurde und insbesondere die CO-Konzentration verringert wurde, wenn das Zn/Pd-Molverhältnis größer wurde.

Aufgrund der Ergebnisse der Beispiele 2, 4 bis 6 gibt es außerdem eine ande re Tendenz in der Weise, dass die gute Reformierungs-Reaktion in allen Bei spielen 2, 4 bis 6 ebenfalls beschleunigt wird. Insbesondere die Verbindung auf Pd-Zn-Ce-Zr-Basis verringert auf wirksame Weise die CO-Konzentration in dem reformierten Gas.

Auf der Basis der Ergebnisse der Beispiele 2, 7 und 8 gibt es die weitere Ten denz, dass die gute Reformierungs-Reaktion in allen Beispielen 2, 7 und 8 ebenfalls beschleunigt wird und insbesondere die CO-Konzentration weiter verringert wird, wenn die Brenn- oder Reduktions-Temperaturen höher festge setzt wurden.

Wie vorstehend angegeben, kann bei dem erfindungsgemäßen Katalysator, da die partielle Oxidationsreaktion als exotherme Reaktion gleichzeitig mit der Wasserdampf-Reformierungsreaktion oder vor der Wasserdampf-Reformie rungsreaktion induziert werden kann, das Vorsehen einer Heizvorrichtung, bei spielsweise eines Brenners und dgl., die dazu verwendet wird, die Reformie rungsreaktion zu starten/aufrechtzuerhalten, weggelassen werden, und da durch werden die Methanolreformierungs-Vorrichtung und das Methanolrefor mierungs-Verfahren erhalten, die einen ausgezeichneten Energie-Umwand lungswirkungsgrad aufweisen und aufgrund des einfachen Aufbaus in ihrer Größe reduziert werden können.

Außerdem kann dadurch ein Methanolreformierungskatalysator mit einer ho hen Aktivität und einer hohen Selektivität erhalten werden, der die hohe Aktivi tät mit einer guten Stabilität in einer Hochtemperatur- und Sauerstoff- Atmosphäre, beispielsweise bei der partiellen Oxidationsreaktion als einer der Reformierungs-Reaktionen in ausreichendem Maße aufrechterhält.

Auf den gesamten Inhalt der japanischen Patentanmeldungen P 11-356 633 (eingereicht am 15. Dezember 1999) und P 2000-368 626 (eingereicht am 4. Dezember 2000) wird hier ausdrücklich Bezug genommen. Obgleich die Erfin dung vorstehend anhand bestimmter Ausführungsformen der Erfindung be schrieben wurde, ist die Erfindung auf die vorstehend beschriebenen Ausfüh rungsformen nicht beschränkt. Für den Fachmann auf diesem Gebiet sind im Lichte der obigen Angaben Modifikationen und Abänderungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ohne weiteres ersichtlich.

Wenn beispielsweise die Reformierungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem CO-Umwandlungsreaktor gekoppelt wird, in dem die par tielle CO-Oxidationsreaktion, die Wassergasverschiebungs-Reaktion und dgl. durchgeführt werden, kann die CO-Konzentration in dem resultierenden re formierten Gas herabgesetzt werden. Außerdem kann dann, wenn die erfin dungsgemäße Reformierungs-Vorrichtung mit der Treibstoffzelle kombiniert wird, insbesondere mit einer Polymer-Elektrolyt-Treibstoffzelle im Feststoff- Zustand, ein kleines Energie-Erzeugungssystem mit einem einfachen Aufbau hergestellt werden. Ein solches Energie-Erzeugungssystem ist eine vielver sprechende Energiequelle für ein Elektrofahrzeug.

Claims

1. Methanolreformierungskatalysator, der umfasst:
einen Metalloxid-Träger; und
eine Pd-Zn-Legierung, mit der der Metalloxid-Träger imprägniert ist.

2. Methanolreformierungskatalysator nach Anspruch 1, worin das Metal loxid Ce-Oxid oder Zr-Oxid enthält.

3. Methanolreformierungskatalysator nach Anspruch 1 oder 2, worin das Metalloxid komplexes Ce-Zr-Oxid enthält.

4. Methanolreformierungskatalysator nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin das Gewichtsverhältnis Pd : Zn in der Pd-Zn-Legierung 1 : 1 bis 1 : 50 beträgt.

5. Methanolreformierungskatalysator, der umfasst mindestens einen Katalysatorkomponenten-Typ, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einer Verbindung auf Pd-Zn-Ce-Basis, einer Verbindung auf Pd-Zn-Zr-Basis und einer Verbindung auf Pd-Zn-Ce-Zr-Basis.

6. Verfahren zur Herstellung des Methanolreformierungskatalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das die Stufen umfasst:
Imprägnieren eines Metalloxids mit einer Pd und Zn enthaltenden Lösung und
Brennen des Metalloxids, das mit Pd und Zn imprägniert worden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin das Metalloxid Ce-Oxid oder Zr-Oxid enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, worin die Imprägnierungsstufe um fasst zuerst das Imprägnieren des Metalloxids mit einer Zn enthaltenden Lö sung und dann das Imprägnieren des Metalloxids mit einer Pd enthaltenden Lösung.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem in der Brennstufe eine Brenn-Temperatur von 400 bis 600°C angewendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, das außerdem die Stufe Reduzieren des Metalloxids bei 400 bis 600°C umfasst.

11. Methanolreformer, der umfasst
eine Einlassöffnung für ein Gas;
einen Reaktionsbehälter, in dessen Innern sich der Methanolreformierungska talysator nach einem der Ansprüche 1 bis 5 befindet, der eine Reformierungs- Reaktion des aus der Gas-Einlassöffnung zugeführten Gases bewirkt; und
eine Auslassöffnung für das in dem Reaktionsbehälter reformierte Gas.

12. Methanolreformierungsvorrichtung, die umfasst:
den Methanol-Reformer nach Anspruch 11;
eine Methanol-Vorratsquelle;
eine Sauerstoff-Vorratsquelle;
eine Wasserdampf-Vorratsquelle; und
eine Rohrleitung, in der Methanol, Sauerstoff und Wasserdampf aus den je weiligen Vorratsquellen dem Methanol-Reformer zugeführt werden.

13. Brennstoffzellen-System, das umfasst
die Methanolreformierungsvorrichtung nach Anspruch 12;
eine Brennstoffzelle;
eine Rohrleitung, die ein mit der Methanolreformierungsvorrichtung reformier tes Gas der Brennstoffzelle zuführt; und
eine Rohrleitung, die ein Sauerstoff enthaltendes Gas der Brennstoffzelle zu führt.