JP2001017861A - 改質ガス中の一酸化炭素の選択酸化触媒 - Google Patents
改質ガス中の一酸化炭素の選択酸化触媒Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 改質ガス中の一酸化炭素を選択的に酸化して
低減し、良好な燃料利用効率や発電効率を実現し得る一
酸化炭素選択酸化触媒を提供すること。 【解決手段】 改質ガス中の一酸化炭素を酸素ガスによ
って選択的に酸化する触媒である。ルテニウム又はルテ
ニウムと白金を多孔質担体に担持して成る。ルテニウム
又はルテニウムと白金が多孔質担体の外表面から１００
μｍ以内に局在する。ルテニウム又はルテニウムと白金
をαアルミナ担体に担持してもよい。ルテニウム又はル
テニウムと白金の粒子径が、５〜２００Åである。
低減し、良好な燃料利用効率や発電効率を実現し得る一
酸化炭素選択酸化触媒を提供すること。 【解決手段】 改質ガス中の一酸化炭素を酸素ガスによ
って選択的に酸化する触媒である。ルテニウム又はルテ
ニウムと白金を多孔質担体に担持して成る。ルテニウム
又はルテニウムと白金が多孔質担体の外表面から１００
μｍ以内に局在する。ルテニウム又はルテニウムと白金
をαアルミナ担体に担持してもよい。ルテニウム又はル
テニウムと白金の粒子径が、５〜２００Åである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、改質ガス中の一酸
化炭素を選択的に酸化する触媒に係り、更に詳細には、
低温で作動する燃料電池、特に固体高分子型燃料電池に
用いられる改質ガス中の一酸化炭素を選択酸化する触媒
に関する。本発明の触媒によれば、改質ガス中の一酸化
炭素が選択的に酸化されるので、かかる燃料電池を低温
においても効果的に作動させることができる。
化炭素を選択的に酸化する触媒に係り、更に詳細には、
低温で作動する燃料電池、特に固体高分子型燃料電池に
用いられる改質ガス中の一酸化炭素を選択酸化する触媒
に関する。本発明の触媒によれば、改質ガス中の一酸化
炭素が選択的に酸化されるので、かかる燃料電池を低温
においても効果的に作動させることができる。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料電池用の燃料ガスとしては、
コスト面を考慮して、メタンやプロパンなどの天然ガス
の炭化水素、メタノール等のアルコール又はナフサ等を
水蒸気改質して得られる改質ガスが広く用いられてい
る。かかる改質ガスには、水素や二酸化炭素など以外に
も一酸化炭素が含まれており、シフト反応で処理した後
であっても、約１容量％の一酸化炭素が含まれているこ
とが知られている。
コスト面を考慮して、メタンやプロパンなどの天然ガス
の炭化水素、メタノール等のアルコール又はナフサ等を
水蒸気改質して得られる改質ガスが広く用いられてい
る。かかる改質ガスには、水素や二酸化炭素など以外に
も一酸化炭素が含まれており、シフト反応で処理した後
であっても、約１容量％の一酸化炭素が含まれているこ
とが知られている。
【０００３】かかる副生一酸化炭素は、溶融炭酸塩型な
どの高温作動型燃料電池では、燃料としても利用される
が、燐酸型や固体高分子型の低温作動型燃料電池では、
電極触媒である白金系触媒に対して触媒毒作用を呈し、
特に燐酸型燃料電池よりも低温で運転される固体高分子
型燃料電池においては、改質ガス中に共存する一酸化炭
素による触媒被毒が著しく、発電効率の低下という問題
が生じた。そして、このような問題に対し、従来は、種
々の白金族金属を用いたアルミナ触媒が提案されてい
た。
どの高温作動型燃料電池では、燃料としても利用される
が、燐酸型や固体高分子型の低温作動型燃料電池では、
電極触媒である白金系触媒に対して触媒毒作用を呈し、
特に燐酸型燃料電池よりも低温で運転される固体高分子
型燃料電池においては、改質ガス中に共存する一酸化炭
素による触媒被毒が著しく、発電効率の低下という問題
が生じた。そして、このような問題に対し、従来は、種
々の白金族金属を用いたアルミナ触媒が提案されてい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
白金族金属を用いたアルミナ触媒にあっては、酸素によ
る酸化反応の選択性や活性が低いため、改質ガスの主成
分であり燃料ガスとなる水素が同時に酸化浪費されてし
まい、燃料利用効率の低下を引き起こすという課題があ
った。また、固体高分子型燃料電池においては、改質ガ
スを用いながら要求される発電効率を得るには、共存す
る一酸化炭素を当初の約１容量％からその１／１００程
度以下に低減した後に供給する必要があるが、上記従来
の白金−アルミナ系触媒では、一酸化炭素の酸化低減が
十分でなく、残留する一酸化炭素により発電効率の劣化
を招いていた。
白金族金属を用いたアルミナ触媒にあっては、酸素によ
る酸化反応の選択性や活性が低いため、改質ガスの主成
分であり燃料ガスとなる水素が同時に酸化浪費されてし
まい、燃料利用効率の低下を引き起こすという課題があ
った。また、固体高分子型燃料電池においては、改質ガ
スを用いながら要求される発電効率を得るには、共存す
る一酸化炭素を当初の約１容量％からその１／１００程
度以下に低減した後に供給する必要があるが、上記従来
の白金−アルミナ系触媒では、一酸化炭素の酸化低減が
十分でなく、残留する一酸化炭素により発電効率の劣化
を招いていた。
【０００５】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、改質ガス中の一酸化炭素を選択的に酸化して低減
し、良好な燃料利用効率や発電効率を実現し得る一酸化
炭素選択酸化触媒を提供することにある。
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、改質ガス中の一酸化炭素を選択的に酸化して低減
し、良好な燃料利用効率や発電効率を実現し得る一酸化
炭素選択酸化触媒を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ルテニウム等を特
定の多孔質担体に担持した触媒が、酸素ガスが一酸化炭
素に対して過剰に存在する条件下で、優れた一酸化炭素
の選択的酸化を行うことを見出し、本発明を完成するに
至った。
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ルテニウム等を特
定の多孔質担体に担持した触媒が、酸素ガスが一酸化炭
素に対して過剰に存在する条件下で、優れた一酸化炭素
の選択的酸化を行うことを見出し、本発明を完成するに
至った。
【０００７】即ち、本発明の一酸化炭素選択酸化触媒
は、改質ガス中の一酸化炭素を酸素ガスによって選択的
に酸化する触媒であって、ルテニウム又はルテニウムと
白金を多孔質担体に担持して成り、そのルテニウム又は
ルテニウムと白金が上記多孔質担体の外表面から１００
μｍ以内に局在していることを特徴とする。
は、改質ガス中の一酸化炭素を酸素ガスによって選択的
に酸化する触媒であって、ルテニウム又はルテニウムと
白金を多孔質担体に担持して成り、そのルテニウム又は
ルテニウムと白金が上記多孔質担体の外表面から１００
μｍ以内に局在していることを特徴とする。
【０００８】また、本発明の他の一酸化炭素選択酸化触
媒は、改質ガス中の一酸化炭素を酸素ガスによって選択
的に酸化する触媒であって、ルテニウム又はルテニウム
と白金をαアルミナ担体に担持して成ることを特徴とす
る。
媒は、改質ガス中の一酸化炭素を酸素ガスによって選択
的に酸化する触媒であって、ルテニウム又はルテニウム
と白金をαアルミナ担体に担持して成ることを特徴とす
る。
【０００９】更に、本発明の一酸化炭素選択酸化触媒の
好適形態は、上記ルテニウム又はルテニウムと白金の粒
子径が、２００Å以下であることを特徴とする。
好適形態は、上記ルテニウム又はルテニウムと白金の粒
子径が、２００Å以下であることを特徴とする。
【００１０】また、本発明の一酸化炭素選択酸化触媒の
他の好適形態は、上記ルテニウム又はルテニウムと白金
の混合物を０．０１〜１０重量％の割合で含有すること
を特徴とする。
他の好適形態は、上記ルテニウム又はルテニウムと白金
の混合物を０．０１〜１０重量％の割合で含有すること
を特徴とする。
【００１１】更にまた、本発明の一酸化炭素選択酸化触
媒の更に他の好適形態は、上記改質ガスが固体高分子型
燃料電池に用いられる改質ガスであることを特徴とす
る。
媒の更に他の好適形態は、上記改質ガスが固体高分子型
燃料電池に用いられる改質ガスであることを特徴とす
る。
【００１２】
【作用】本発明の選択酸化触媒が、一酸化炭素（ＣＯ）
の優れた選択酸化性を発揮する理由の詳細は必ずしも明
らかではないが、現時点では以下のように推察される。
の優れた選択酸化性を発揮する理由の詳細は必ずしも明
らかではないが、現時点では以下のように推察される。
【００１３】即ち、本発明では、特定の多孔質担体を用
いることにより、触媒金属であるルテニウム（Ｒｕ）又
はＲｕと白金（Ｐｔ）が該担体の最表面近傍に存在する
ようにした。このように、触媒金属を担体表面に局在化
させることによって、ＣＯの酸化が起こる温度を低温側
にシフトさせることができ、他の反応に対する選択性を
向上でき、これにより、反応後の改質ガス中のＣＯ濃度
を低減させ、且つ水素の消費を防ぐことができるものと
思われる。
いることにより、触媒金属であるルテニウム（Ｒｕ）又
はＲｕと白金（Ｐｔ）が該担体の最表面近傍に存在する
ようにした。このように、触媒金属を担体表面に局在化
させることによって、ＣＯの酸化が起こる温度を低温側
にシフトさせることができ、他の反応に対する選択性を
向上でき、これにより、反応後の改質ガス中のＣＯ濃度
を低減させ、且つ水素の消費を防ぐことができるものと
思われる。
【００１４】また、本発明では、αアルミナを担体とし
て好適に使用でき、このαアルミナは上述した触媒金属
の表面局在化を実現し得るが、これ以外にも、γアルミ
ナやシリカの代わりにαアルミナを使用することによ
り、反応ガス中に含まれる水蒸気の影響を減らすことが
できる。一般に、ガス中に水蒸気が混入することにより
水蒸気吸着が起こり、ＣＯの酸化が起こる温度が高温側
にシフトされるが、αアルミナを用いることにより、そ
の吸着による反応温度の高温側へのシフトを回避でき
る。この結果、ＣＯ酸化の選択性を向上させることがで
き、反応後の改質ガス中のＣＯ濃度を低減させ、水素の
消費を防ぐことができるものと考えられる。
て好適に使用でき、このαアルミナは上述した触媒金属
の表面局在化を実現し得るが、これ以外にも、γアルミ
ナやシリカの代わりにαアルミナを使用することによ
り、反応ガス中に含まれる水蒸気の影響を減らすことが
できる。一般に、ガス中に水蒸気が混入することにより
水蒸気吸着が起こり、ＣＯの酸化が起こる温度が高温側
にシフトされるが、αアルミナを用いることにより、そ
の吸着による反応温度の高温側へのシフトを回避でき
る。この結果、ＣＯ酸化の選択性を向上させることがで
き、反応後の改質ガス中のＣＯ濃度を低減させ、水素の
消費を防ぐことができるものと考えられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一酸化炭素選択酸
化触媒について詳細に説明する。上述如く、本発明の一
酸化炭素選択酸化触媒は、改質ガス中のＣＯを酸素ガス
によって選択的に酸化する触媒である。ここで、改質ガ
スは、一般にメタンやプロパン等の炭化水素、メタノー
ル等のアルコール又はナフサ等を水蒸気改質して得られ
るガスをいい、代表的に、メタノール改質ガスは水素ガ
スを主成分とし、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタン（ＣＨ
４）、水（Ｈ２Ｏ）及びＣＯを含む。なお、本発明の適
用対象として効果的なものは、これらのうちでもシフト
反応後の改質ガスであって、ＣＯ濃度が１容量％程度の
ものである。
化触媒について詳細に説明する。上述如く、本発明の一
酸化炭素選択酸化触媒は、改質ガス中のＣＯを酸素ガス
によって選択的に酸化する触媒である。ここで、改質ガ
スは、一般にメタンやプロパン等の炭化水素、メタノー
ル等のアルコール又はナフサ等を水蒸気改質して得られ
るガスをいい、代表的に、メタノール改質ガスは水素ガ
スを主成分とし、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタン（ＣＨ
４）、水（Ｈ２Ｏ）及びＣＯを含む。なお、本発明の適
用対象として効果的なものは、これらのうちでもシフト
反応後の改質ガスであって、ＣＯ濃度が１容量％程度の
ものである。
【００１６】次に、酸素ガスは、ＣＯとの反応当量より
も過剰に存在すれば特に限定されるものではないが、代
表的には、ＣＯとの反応当量の１．１〜５倍の酸素を存
在させることが好ましい。１．１倍未満では、酸化され
ないＣＯが残留し、５倍を超えると、水素の消費量が増
大することがあり、好ましくない。
も過剰に存在すれば特に限定されるものではないが、代
表的には、ＣＯとの反応当量の１．１〜５倍の酸素を存
在させることが好ましい。１．１倍未満では、酸化され
ないＣＯが残留し、５倍を超えると、水素の消費量が増
大することがあり、好ましくない。
【００１７】また、本発明の一酸化炭素選択酸化触媒
は、Ｒｕ又はＲｕとＰｔを、多孔質担体及び／又はαア
ルミナ担体に担持して成る。ここで、Ｒｕは優れた酸化
触媒性能を有し、酸素によるＣＯの選択酸化を担うが、
同様に酸化触媒性能を有するＰｔを混入することも可能
である。なお、Ｒｕの担持量は、得られる触媒全体の
０．０１〜１０重量％、望ましくは０．０２〜０．５重
量％とすることが好ましい。一方、ＲｕとＰｔとの混合
物の担持量も、触媒全体の０．０１〜１０重量％、望ま
しくは０．０２〜５重量％とすることが好ましい。Ｒｕ
の担持量が０．０２重量％未満では、ＣＯの酸化活性が
十分でないことがあり、０．５重量％を超えると、Ｒｕ
が有効に利用されないことがある。一方、ＲｕとＰｔの
混合物の担持量が０．０２重量％未満では、ＣＯの酸化
活性が十分でないことがあり、０．５重量％を超える
と、Ｒｕ、Ｐｔが有効に利用されないことがある。
は、Ｒｕ又はＲｕとＰｔを、多孔質担体及び／又はαア
ルミナ担体に担持して成る。ここで、Ｒｕは優れた酸化
触媒性能を有し、酸素によるＣＯの選択酸化を担うが、
同様に酸化触媒性能を有するＰｔを混入することも可能
である。なお、Ｒｕの担持量は、得られる触媒全体の
０．０１〜１０重量％、望ましくは０．０２〜０．５重
量％とすることが好ましい。一方、ＲｕとＰｔとの混合
物の担持量も、触媒全体の０．０１〜１０重量％、望ま
しくは０．０２〜５重量％とすることが好ましい。Ｒｕ
の担持量が０．０２重量％未満では、ＣＯの酸化活性が
十分でないことがあり、０．５重量％を超えると、Ｒｕ
が有効に利用されないことがある。一方、ＲｕとＰｔの
混合物の担持量が０．０２重量％未満では、ＣＯの酸化
活性が十分でないことがあり、０．５重量％を超える
と、Ｒｕ、Ｐｔが有効に利用されないことがある。
【００１８】更に、本発明の選択酸化触媒では、担持さ
れているＲｕ又はＰｔの粒子径が２００Å以下、望まし
くは５〜２００Åであることが好ましい。粒子径が２０
０Åを超えると、ＣＯの酸化活性が十分でなくなること
があり、好ましくない。
れているＲｕ又はＰｔの粒子径が２００Å以下、望まし
くは５〜２００Åであることが好ましい。粒子径が２０
０Åを超えると、ＣＯの酸化活性が十分でなくなること
があり、好ましくない。
【００１９】また、上記多孔質担体としては、Ｒｕ又は
Ｒｕ−Ｐｔ混合物を当該担体外表面から１００μｍ以
内、好ましくは２０μｍ以内に存在させることができる
担体であれば、特に限定されるものではなく、各種多孔
質担体、例えば、αアルミナ、γアルミナ、チタニア、
シリカ及びジルコニアを用いることができる。なお、Ｒ
ｕ等を担体外表面から１００μｍ以内に担持できない場
合は、触媒表面のＲｕ濃度が薄くなり、所期の効果が得
られないことがある。
Ｒｕ−Ｐｔ混合物を当該担体外表面から１００μｍ以
内、好ましくは２０μｍ以内に存在させることができる
担体であれば、特に限定されるものではなく、各種多孔
質担体、例えば、αアルミナ、γアルミナ、チタニア、
シリカ及びジルコニアを用いることができる。なお、Ｒ
ｕ等を担体外表面から１００μｍ以内に担持できない場
合は、触媒表面のＲｕ濃度が薄くなり、所期の効果が得
られないことがある。
【００２０】更に、本発明の選択酸化触媒においては、
αアルミナを担体として好適に使用できるが、この理由
は、αアルミナは上述の局在化を容易に実現するからで
あり、また、上述のように水蒸気の影響を低減できるか
らである。なお、γアルミナは、１０００℃以上の温度
で保持すればαアルミナに転移するが、その温度に保つ
と触媒金属であるＲｕやＰｔがシンタリングを起こし、
十分な活性が得られなくなるので、本発明の触媒に単独
で用いるのには適していない。但し、上述の特性を満足
する多孔質担体とαアルミナを併用することは可能であ
る。
αアルミナを担体として好適に使用できるが、この理由
は、αアルミナは上述の局在化を容易に実現するからで
あり、また、上述のように水蒸気の影響を低減できるか
らである。なお、γアルミナは、１０００℃以上の温度
で保持すればαアルミナに転移するが、その温度に保つ
と触媒金属であるＲｕやＰｔがシンタリングを起こし、
十分な活性が得られなくなるので、本発明の触媒に単独
で用いるのには適していない。但し、上述の特性を満足
する多孔質担体とαアルミナを併用することは可能であ
る。
【００２１】本発明の選択酸化触媒は、上述のような構
成を有し、優れたＣＯ選択酸化性を有するが、代表的に
は、改質ガス中に共存する１容量％程度のＣＯを１００
ｐｐｍ程度に酸化除去する。なお、使用条件も特に限定
されるものではないが、空間速度（ＳＶ）を３０，００
０／ｈｒ以下、触媒温度を８０〜１８０℃とすれば、顕
著な効果が得られる。
成を有し、優れたＣＯ選択酸化性を有するが、代表的に
は、改質ガス中に共存する１容量％程度のＣＯを１００
ｐｐｍ程度に酸化除去する。なお、使用条件も特に限定
されるものではないが、空間速度（ＳＶ）を３０，００
０／ｈｒ以下、触媒温度を８０〜１８０℃とすれば、顕
著な効果が得られる。
【００２２】また、触媒形態も特に限定されるものでは
なく、粒状やペレット状とすることが可能であり、更に
は、コージェライト製や金属製などのハニカム状の一体
構造型担体にコートして用いることも可能である。
なく、粒状やペレット状とすることが可能であり、更に
は、コージェライト製や金属製などのハニカム状の一体
構造型担体にコートして用いることも可能である。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。なお、以下、特記しない限り「％」は
「重量％」を示す。
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。なお、以下、特記しない限り「％」は
「重量％」を示す。
【００２４】［性能評価］以下の実施例及び比較例にお
いて、得られた触媒の性能は下記の手法で評価した。 （触媒金属の担持粒子径）触媒を粉砕して、透過型電子
顕微鏡により担持金属を直接観察して、その粒径を確認
した。 （触媒金属の担体表面局在化）触媒をほぼ半分に割り、
その断面をＥＰＭＡにより観察して担持幅を確認した。
いて、得られた触媒の性能は下記の手法で評価した。 （触媒金属の担持粒子径）触媒を粉砕して、透過型電子
顕微鏡により担持金属を直接観察して、その粒径を確認
した。 （触媒金属の担体表面局在化）触媒をほぼ半分に割り、
その断面をＥＰＭＡにより観察して担持幅を確認した。
【００２５】（実施例１）平均粒径が２ｍｍ程度のαア
ルミナにＲｕを約０．２％担持させて本例の選択酸化触
媒を得た。この触媒において、Ｒｕはαアルミナ外表面
から５０μｍまでの深さに存在していた。また、Ｒｕの
担持粒子径は、平均で１００Åであった。この選択酸化
触媒に、１容量％の一酸化炭素を含む改質ガスに酸素を
２．５容量％分投入した試験ガスをＳＶ３００００／ｈ
ｒで通過させたところ、触媒層の温度が１００℃〜１６
０℃の範囲において、ＣＯ濃度が１００ｐｐｍ以下にな
った。
ルミナにＲｕを約０．２％担持させて本例の選択酸化触
媒を得た。この触媒において、Ｒｕはαアルミナ外表面
から５０μｍまでの深さに存在していた。また、Ｒｕの
担持粒子径は、平均で１００Åであった。この選択酸化
触媒に、１容量％の一酸化炭素を含む改質ガスに酸素を
２．５容量％分投入した試験ガスをＳＶ３００００／ｈ
ｒで通過させたところ、触媒層の温度が１００℃〜１６
０℃の範囲において、ＣＯ濃度が１００ｐｐｍ以下にな
った。
【００２６】（比較例１）平均粒径が２ｍｍ程度のγア
ルミナにＲｕを約０．２％担持させて本例の触媒を得
た。Ｒｕはγアルミナ外表面から５００μｍまでの深さ
に存在しており、Ｒｕの担持粒子径は平均で８０Åであ
った。この触媒に、１容量％の一酸化炭素を含む改質ガ
スに酸素を２．５容量％分投入した試験ガスをＳＶ３０
０００／ｈｒで通過させたところ、触媒層の温度が１０
０℃〜１６０℃の範囲において、ＣＯ濃度は５０００ｐ
ｐｍであった。
ルミナにＲｕを約０．２％担持させて本例の触媒を得
た。Ｒｕはγアルミナ外表面から５００μｍまでの深さ
に存在しており、Ｒｕの担持粒子径は平均で８０Åであ
った。この触媒に、１容量％の一酸化炭素を含む改質ガ
スに酸素を２．５容量％分投入した試験ガスをＳＶ３０
０００／ｈｒで通過させたところ、触媒層の温度が１０
０℃〜１６０℃の範囲において、ＣＯ濃度は５０００ｐ
ｐｍであった。
【００２７】（実施例２）平均粒径が２ｍｍ程度のαア
ルミナにＲｕを約０．２％担持させたて本例の選択酸化
触媒を得た。Ｒｕはαアルミナ外表面から５０μｍまで
の深さに存在しており、Ｒｕの担持粒子径は平均で１０
０Åであった。この選択酸化触媒に、０．１容量％の一
酸化炭素を含む改質ガスに酸素を０．１容量％分投入し
た試験ガスをＳＶ２００００／ｈｒで通過させたとこ
ろ、触媒層の温度が１００℃〜１５０℃の範囲におい
て、ＣＯ濃度が５０ｐｐｍ以下になった。
ルミナにＲｕを約０．２％担持させたて本例の選択酸化
触媒を得た。Ｒｕはαアルミナ外表面から５０μｍまで
の深さに存在しており、Ｒｕの担持粒子径は平均で１０
０Åであった。この選択酸化触媒に、０．１容量％の一
酸化炭素を含む改質ガスに酸素を０．１容量％分投入し
た試験ガスをＳＶ２００００／ｈｒで通過させたとこ
ろ、触媒層の温度が１００℃〜１５０℃の範囲におい
て、ＣＯ濃度が５０ｐｐｍ以下になった。
【００２８】（比較例２）平均粒径が２ｍｍ程度のγア
ルミナにＲｕを約０．２％担持させて本例の触媒を得
た。Ｒｕはγアルミナ外表面から５００μｍまでの深さ
に存在しており、Ｒｕの担持粒子径は平均で８０Åであ
った。この触媒に、０．１容量％の一酸化炭素を含む改
質ガスに酸素を０．１容量％分投入した試験ガスをＳＶ
２００００／ｈｒで通過させたところ、触媒層の温度が
１００℃〜１６０℃の範囲において、ＣＯ濃度は１００
ｐｐｍ以上であった。
ルミナにＲｕを約０．２％担持させて本例の触媒を得
た。Ｒｕはγアルミナ外表面から５００μｍまでの深さ
に存在しており、Ｒｕの担持粒子径は平均で８０Åであ
った。この触媒に、０．１容量％の一酸化炭素を含む改
質ガスに酸素を０．１容量％分投入した試験ガスをＳＶ
２００００／ｈｒで通過させたところ、触媒層の温度が
１００℃〜１６０℃の範囲において、ＣＯ濃度は１００
ｐｐｍ以上であった。
【００２９】（実施例３）平均粒径が２ｍｍ程度のαア
ルミナにＲｕ：Ｐｔ（重量比４：１）を約０．２％担持
させて本例の選択酸化触媒を得た。Ｒｕ及びＰｔはαア
ルミナ外表面から１００μｍまでの深さに存在してお
り、Ｒｕ及びＰｔの担持粒子径は平均で８０Åであっ
た。この選択酸化触媒に、１容量％の一酸化炭素を含む
改質ガスに酸素を２．５容量％分投入した試験ガスをＳ
Ｖ３００００／ｈｒで通過させたところ、触媒層の温度
が１００℃〜１５０℃の範囲において、ＣＯ濃度は５０
ｐｐｍ以下になり、特に１１０℃付近においては、２０
ｐｐｍ以下になっていた。
ルミナにＲｕ：Ｐｔ（重量比４：１）を約０．２％担持
させて本例の選択酸化触媒を得た。Ｒｕ及びＰｔはαア
ルミナ外表面から１００μｍまでの深さに存在してお
り、Ｒｕ及びＰｔの担持粒子径は平均で８０Åであっ
た。この選択酸化触媒に、１容量％の一酸化炭素を含む
改質ガスに酸素を２．５容量％分投入した試験ガスをＳ
Ｖ３００００／ｈｒで通過させたところ、触媒層の温度
が１００℃〜１５０℃の範囲において、ＣＯ濃度は５０
ｐｐｍ以下になり、特に１１０℃付近においては、２０
ｐｐｍ以下になっていた。
【００３０】以上、本発明を好適実施例により詳細に説
明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
なく、本発明の開示の範囲内において種々の変形実施が
可能である。例えば、本発明の選択酸化触媒の用途は、
固体高分子型燃料電池に供給される改質ガスに限定され
るものではなく、他の改質ガス中のＣＯの低減にも利用
可能であり、高純度水素ガスを必要とするアンモニアの
合成などの各種プロセスにも適用可能である。
明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
なく、本発明の開示の範囲内において種々の変形実施が
可能である。例えば、本発明の選択酸化触媒の用途は、
固体高分子型燃料電池に供給される改質ガスに限定され
るものではなく、他の改質ガス中のＣＯの低減にも利用
可能であり、高純度水素ガスを必要とするアンモニアの
合成などの各種プロセスにも適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ルテニウム等を特定の多孔質担体に担持して酸素過
剰条件下で処理することとしたため、改質ガス中の一酸
化炭素を選択的に酸化して低減し、良好な燃料利用効率
や発電効率を実現し得る一酸化炭素選択酸化触媒を提供
することができる。例えば、本発明の触媒を用いること
により、改質ガス中に１容量％程度存在する一酸化炭素
を過剰量の酸素の存在下１５０℃程度で反応させれば、
一酸化炭素濃度を０．１容量％以下に低減することがで
きる。
ば、ルテニウム等を特定の多孔質担体に担持して酸素過
剰条件下で処理することとしたため、改質ガス中の一酸
化炭素を選択的に酸化して低減し、良好な燃料利用効率
や発電効率を実現し得る一酸化炭素選択酸化触媒を提供
することができる。例えば、本発明の触媒を用いること
により、改質ガス中に１容量％程度存在する一酸化炭素
を過剰量の酸素の存在下１５０℃程度で反応させれば、
一酸化炭素濃度を０．１容量％以下に低減することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G040 EA02 EA03 EA06 EB31 4G069 AA03 AA12 BA01A BA01B BB02A BB02B BC70A BC70B BC75A BC75B CC17 CC25 CC26 CC32 DA05 EA02Y EB18Y EB19 EC22X EC29 FC08 5H026 AA06 5H027 AA06 BA01 BA16
Claims (5)
- 【請求項１】 改質ガス中の一酸化炭素を酸素ガスによ
って選択的に酸化する触媒であって、ルテニウム又はル
テニウムと白金を多孔質担体に担持して成り、そのルテ
ニウム又はルテニウムと白金が上記多孔質担体の外表面
から１００μｍ以内に局在していることを特徴とする一
酸化炭素の選択酸化触媒。 - 【請求項２】 改質ガス中の一酸化炭素を酸素ガスによ
って選択的に酸化する触媒であって、ルテニウム又はル
テニウムと白金をαアルミナ担体に担持して成ることを
特徴とする一酸化炭素の選択酸化触媒。 - 【請求項３】 上記ルテニウム又はルテニウムと白金の
粒子径が、２００Å以下であることを特徴とする請求項
１又は２記載の選択酸化触媒。 - 【請求項４】 上記ルテニウム又はルテニウムと白金の
混合物を０．０１〜１０重量％の割合で含有することを
特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の選
択酸化触媒。 - 【請求項５】 上記改質ガスが固体高分子型燃料電池に
用いられる改質ガスであることを特徴とする請求項１〜
４のいずれか１つの項に記載の選択酸化触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18990799A JP3746401B2 (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 改質ガス中の一酸化炭素の選択酸化触媒 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18990799A JP3746401B2 (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 改質ガス中の一酸化炭素の選択酸化触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001017861A true JP2001017861A (ja) | 2001-01-23 |
| JP3746401B2 JP3746401B2 (ja) | 2006-02-15 |
Family
ID=16249209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18990799A Expired - Lifetime JP3746401B2 (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 改質ガス中の一酸化炭素の選択酸化触媒 |
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|---|---|
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| JP2001327868A (ja) * | 2000-05-24 | 2001-11-27 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Ｃｏ酸化触媒及び水素含有ガスの製造方法 |
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1999
- 1999-07-05 JP JP18990799A patent/JP3746401B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP3746401B2 (ja) | 2006-02-15 |
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