JP4951352B2 - メタノールと過酸化物との間の触媒反応 - Google Patents

メタノールと過酸化物との間の触媒反応 Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
本発明は、ガスを製造するためのメタノールと過酸化物との間の反応を包含する方法、特に触媒を使用する方法に関する。
メタノールは過酸化水素と反応することが知られている。例えば、ＪＰ−Ａ−２００１−２２６１０２は、メタノールと、水および過酸化水素の両方との同時反応を開示する。気相における固体触媒での反応を開始するためには、反応物を２３０℃に加熱する。反応は発熱するので、反応の開始後、さらに、ほとんど加熱しないか、または、全く加熱することなく、反応は継続する。しかし、このような高温において、過酸化水素は、メタノールと反応する前に、蒸気および酸素に分解し得る。このような高温に反応物を加熱することなく反応を開始することが望ましく、とりわけ、反応物の沸点未満の温度で反応を開始して液相での反応が生じることが可能となることが望ましいだろう。直説加熱が有効ではなく、利用できない場合（例えば、移動車両または携帯用電気機器おいて反応物を反応させて水素を生成する場合）もある。さらに、過酸化水素は爆発するので、このような高温に過酸化水素を加熱することは危険となるはずである。
現在、本発明者らは、最初にメタノールおよび過酸化物をそのような高温に加熱する必要なく、メタノールおよび過酸化物をともに直接反応させることができる方法を発見した。当該方法は特定の触媒を利用する。
従って、本発明は、メタノールと過酸化物との間の反応を開始して、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、メタンおよび／または酸素などのガスを製造する方法であって、７、８、９、１０または１１族の遷移金属を少なくとも１つ含む触媒の存在下、液相中、大気圧に等しい圧力、大気圧未満の圧力または大気圧より高い圧力でメタノールおよび過酸化物を接触させる工程を包含する方法を提供する。
元素周期表の族について言及する場合、ＩＵＰＡＣの協約を使用している。また、７、８、９、１０および１１族の遷移金属は、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩおよびＩＢ族の遷移金属としても知られている。
好ましくは、圧力は、大気圧に等しいか、大気圧よりも高い。
本発明の方法において、メタノールと過酸化物との間の反応は、特定の触媒の存在下、液相で反応物を接触させることによって開始される。反応は同一反応媒体中で起こる。従って、反応物であるメタノールおよび過酸化物は、同一媒体中で互いに接触するようになることができ、膜（燃料電池の膜など）を通過できない。
驚くべきことに、あるにしても少量の熱を系に付与して反応を開始しなければならないことが見出されている。反応が開始した後は、反応が発熱性なので、メタノールおよび過酸化物が反応し続ける。反応が開始した後には反応系に触媒が残存する必要はないが、実際には、触媒は、除去されるよりはむしろ、系中に残存するのが通常である。
メタノールは、それ自体を使用するか、または、他の成分（例えば、他のアルコールまたは炭化水素（例えば、エタノール、プロパノールおよびブタノールなどのＣ２〜Ｃ４アルコール、ガソリン、ペンタンおよびヘキサンなどのアルカン類）、ディーゼルまたは水など）との混合物で使用することができる。反応は発熱性なので、一旦、メタノールと過酸化物との間の反応が開始すると、熱が生成し、この熱自体によって、追加成分との間（エタノール、ガソリンおよび／またはディーゼルと、過酸化物との間、あるいはメタノールと水との間など）で反応が開始され得る。
１つの実施態様において、メタノールと過酸化物との間の反応によって生成した熱を使用してリフォーミング反応を行う。メタノールと過酸化物との間の反応を使用してリフォーミング反応に必要な熱の一部または全てを提供してもよく、それによって、熱をほとんどまたは全く追加することなくリフォーミング反応を実施することが可能となる。１つの実施態様において、メタノールと過酸化物との間の反応によって、リフォーミング反応を行うのに必要な熱の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９５％、さらにより好ましくは１００％を提供する。
リフォーミング工程で必要な水を反応に添加するか、あるいは、例えば、メタノールと過酸化物との間の反応の結果として、系中で生成されてもよい。
リフォーミング反応は、メタノールと水との間の直接リフォーミング反応であってもよい。あるいは、または、さらに、他の有機化合物をリフォーミング工程でリフォーミングしてもよい。リフォーミングしてもよい化合物の例としては、アルコール類および炭化水素類が挙げられる。適切なアルコール類としては、Ｃ１〜Ｃ８アルコール、好ましくはＣ１〜Ｃ４アルコール（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど）が挙げられる。適切な炭化水素類としては、アルカン類（Ｃ１〜Ｃ３０アルカン、例えば、Ｃ１〜Ｃ２５アルカンなど）が挙げられる。適切なアルカン類の例としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびこれらの混合物が挙げられる。また、ガソリンおよび／またはディーゼルをリフォーミングしてもよい。リフォーミング工程が進行して、必要に応じて一酸化炭素とともに、水素および二酸化炭素を形成することができる。また、例えば、副生物として生成物ストリームにメタンが存在していてもよい。
所望に応じて、リフォーミング反応で製造される一酸化炭素を全て水と反応させて、水性ガスシフト反応で、二酸化炭素および水素に変換してもよい。従って、必要に応じて、水性ガスシフト反応の前駆としてリフォーミング反応を実施してもよい。この水性ガスシフト反応に必要な水は、リフォーミング工程の生成物に添加されてもよく、また、リフォーミング工程あるいはメタノールと過酸化物との間の反応からの残余水であってもよい。
任意の適切な反応条件下、任意の適切な水性ガスシフト触媒を使用して、水性ガスシフト反応を実施してもよい。例えば、１５０〜６００℃、好ましくは２００〜５００℃、例えば、２００〜２５０℃または３００〜４５０℃の温度を用いてもよい。適切な水性ガスシフト触媒としては、必要に応じて支持体上に支持された銅および／または亜鉛に基づく触媒が挙げられる。例えば、Ｃｕ／Ｚｎ／Ａｌ２Ｏ３およびＣｕＯ／Ｍｎ／ＺｎＯが挙げられる。水性ガスシフト反応に必要な熱は、メタノールと過酸化物との間の発熱反応によって、少なくとも一部供給されてもよい。
本発明のさらなる局面によると、リフォーミング反応を実施するための装置が提供され、当該装置は、
メタノールおよび過酸化物を含む保存手段、
７、８、９、１０または１１族の遷移金属を少なくとも１つ含む触媒を含むハウジング、および
メタノールおよび過酸化物を該ハウジングに導入するための手段
を備える。
メタノールおよび過酸化物は、好ましくは、個別の保存手段において保存される。
使用の際、メタノールおよび過酸化物をこれらの保存手段からハウジングに移し、触媒と接触させる。メタノールと過酸化物との間の反応は、触媒を用いて液相中で反応物を接触させることによって開始する。上記で説明したように、反応を開始するためには、ほとんどまたは全く熱を系に付与する必要はない。反応が開始した後、反応は発熱性なので、メタノールおよび過酸化物は反応し続ける。
メタノールと過酸化物との間の反応によって生成した熱を少なくとも一部使用して、リフォーミング反応を行う。メタノールと過酸化物との間の反応によって、例えば、リフォーミング反応を行うのに必要な熱の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９５％、さらにより好ましくは１００％を付与する。従って、本発明の装置がリフォーミング反応に熱を付与するためのさらなる手段を備える必要はない。また、ハウジングに導入される反応物フィードを加熱する必要もない。
リフォーミング反応用の水は、ハウジングに導入されてもよく、かつ／または、例えば、メタノールと過酸化物との間の反応の結果として、系中で生成されてもよい。
１つの実施態様において、少なくとも一部のメタノールがリフォーミングされる。あるいは、または、さらに、メタノールと過酸化物との間の反応によって生成した熱を使用して、少なくとも一種の有機化合物をさらにリフォーミングする。好ましくは、インレットを介してハウジング内にこの有機化合物を導入する。１つの実施態様において、当該装置は、この有機化合物用の保存手段を備えていてもよい。あるいは、または、さらに、有機化合物をメタノールと共に保存してもよい。
有機化合物は、アルコールおよび／または炭化水素であってもよい。適切なアルコールとしては、Ｃ１〜Ｃ８アルコール、好ましくはＣ１〜Ｃ４アルコール（メタノール、エタノール、プロパノールおよびブタノールなど）が挙げられる。適切な炭化水素としては、アルカン類（Ｃ１〜Ｃ３０アルカン、例えば、Ｃ１〜Ｃ２５アルカンなど）が挙げられる。適切なアルカン類の例としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびそれらの混合物が挙げられる。また、ガソリンおよび／またはディーゼルをリフォーミングしてもよい。
上述のように、リフォーミング反応は、水素および二酸化炭素を含む生成物ストリームを生成してもよい。生成物ストリーム、特に生成した水素をハウジングから回収し、任意の適切な目的のために使用してもよい。１つの実施態様において、例えば、リフォーミング反応で生成された水素を使用して燃料電池を稼働させてもよい。さらに、本発明の装置を燃料電池と組み合わせて使用してもよい。
また、リフォーミング反応は一酸化炭素を生成してもよい。水性ガスシフト反応を用いて、生成する一酸化炭素を全て二酸化炭素および水素に変換してもよい。従って、当該装置のハウジングは、好ましくは、水性ガスシフト触媒を含み、この水性ガスシフト触媒は、７、８、９、１０または１１族の遷移金属を少なくとも１つ含む触媒の下流に位置する。適切な水性ガスシフト触媒は上記で説明したものである。典型的には、水性ガスシフト反応由来の生成物ストリームは、リフォーミング反応から出現した生成物ストリームよりも水素が豊富である。１つの実施態様において、水素が豊富なこの生成物ストリームを直接または間接的に使用して、燃料電池を稼働する。
７、８、９、１０または１１族の遷移金属を少なくとも１つ含む触媒および／または水性ガスシフト触媒は、必要時にハウジングから除去され、かつ、取り替えられ得る取り外し可能なインサートの形態で提供されてもよい。
本発明の方法および装置で用いる過酸化物は、適切な過酸化物であればいずれでもよい。例えば、無機過酸化物および／または有機過酸化物を用いてもよい。適切な無機過酸化物の例としては、過酸化水素および金属過酸化物が挙げられる。適切な金属過酸化物としては、アルカリ金属（リチウム、ナトリウムおよびカリウムなど）およびアルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウムおよびバリウムなど）の過酸化物が挙げられる。金属過酸化物の具体例としては、過酸化ナトリウムおよび過酸化カバリムが挙げられる。
有機過酸化物の例としては、過酸化ｔ−ブチルおよび過酸化クミル（cumyl peroxide）などの過酸化アルキルが挙げられる。また、過酸化ベンゾイルを使用してもよい。
過酸化物を純粋な形態で使用してもよいが、好ましくは、溶液、特に水溶液またはアルコール溶液で使用する。また、過酸化物は尿素ペレットなどのペレットの形態であってもよい。
好ましい実施態様において、過酸化物は過酸化水素である。過酸化水素を純粋な形態で使用してもよいが、好ましくは、溶液、特に水溶液またはアルコール溶液で使用する。また、過酸化水素は尿素ペレットなどのペレットの形態であってもよい。概して、少なくとも６容量％の過酸化水素、好ましくは８容量％の過酸化水素、より好ましくは少なくとも１０容量％、さらにより好ましくは１５容量％、なおさらに好ましくは２０〜９０容量％、例えば、２０〜８０容量％、最も好ましくは２５〜６０容量％を含む、水溶液、アルコール溶液またはペレットで過酸化水素を使用する。
また、過酸化水素を付加体の形態で使用してもよい。適切な付加体としては、ペルカーボネート（例えば、ナトリウムペルカーボネート（炭酸水素ペルオキシドナトリウム）など）が挙げられる。
メタノールと過酸化物との間の反応は、例えば、存在する反応物の化学量論量に応じて変化してもよい。例えば、過酸化物の例として過酸化水素を使用すると、反応は、
２ＣＨ３ＯＨ ＋ Ｈ２Ｏ２ → ５Ｈ２ ＋ ２ＣＯ２；
２ＣＨ３ＯＨ ＋ Ｈ２Ｏ２ → ２Ｈ２Ｏ ＋ ２ＣＯ ＋ ３Ｈ２；
ＣＨ３ＯＨ ＋ Ｈ２Ｏ２ → ＣＯ２ ＋ ２Ｈ２ ＋ Ｈ２Ｏ；および
ＣＨ３ＯＨ ＋ ２Ｈ２Ｏ２ → Ｈ２ ＋ ＣＯ２ ＋ ３Ｈ２Ｏ
の少なくとも１つまたは全てを包含していてもよい。
反応は、以下のような他の反応をさらに包含していてもよい。
ＣＨ３ＯＨ ＋ ３Ｈ２Ｏ２ → ＣＯ２ ＋ ５Ｈ２Ｏ
望ましくは、メタノールおよび過酸化物は、４：１〜１：４、好ましくは３：１〜１：３、例えば、２．５：１〜１：２．５のモル比で存在する。１つの実施態様において、特に水素の収率を向上させるため、メタノールおよび過酸化物は、２：１〜１：２、より好ましくは１．５：１〜１：１．５、最も好ましくは約１：１のモル比で存在する。メタノールおよび過酸化水素を用いる場合、特に水素の収率を向上させるため、メタノールおよび過酸化水素は、２：１〜１：２、より好ましくは１．５：１〜１：１．５、最も好ましくは約１．１のモル比で存在する。
所望に応じて、例えば水などの追加の溶媒が存在していてもよい。好ましくは水を液相で使用する。反応物を液相で接触させる。すなわち、メタノールおよび過酸化物（例えば、過酸化水素）の両方が液相で存在する。もちろん、後続の反応の間、熱の存在によって、１または１よりも多くの反応物が少なくとも部分的に気相で存在していてもよい。
所望に応じて、さらなるガス（例えば、空気などの酸素含有ガスなど）が存在してもよい。従って、メタノールと過酸化物との間の反応は、メタノールと、過酸化物と、酸素との間の反応であってもよい。例えば、過酸化物の例として過酸化水素を用いる場合、反応は
ＣＨ３ＯＨ ＋ Ｈ２Ｏ２ ＋ Ｏ２ → ３Ｈ２Ｏ ＋ ＣＯ２
であってもよい。
触媒は、７、８、９、１０または１１族の遷移金属を含む。従って、触媒は、１またはそれよりも多くのＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕを含む。好ましくは、金属は、周期表の８、９、１０および／または１１族から選択される。適切な８、９、１０または１１族の金属としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｒｕ、ＲｈおよびＰｔが挙げられる。金属は、好ましくは、白金である。２またはそれよりも多くの金属の組み合わせが触媒に存在していてもよい。
好ましくは、触媒は、例えば、１またはそれよりも多くのアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類または他の遷移金属の酸化物によって促進される。適切な促進剤の例は、金属、酸化物または塩の形態のＳｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｍｎおよび他の遷移金属である。また、触媒は、１またはそれよりも多くの追加成分（ホウ素、リン、シリカ、セレンまたはテルルなど）で修飾されていてもよい。
金属を金属形態で使用してもよい。触媒として有効に作用するためには、金属は、望ましくは、当業者によく知られている小さな粒径を有する特定の形態である。触媒は支持されていなくてもよい。しかし、望ましくは、触媒は支持されている。１つの実施態様において、例えば、触媒は、反応容器またはチューブの側面あるいは不活性な特定の支持体に支持される。例えば、ＦＩＤ検出用のＧＣにおいてメタン生成するためのステンレス鋼チューブの内層に非常に微細なニッケルまたは白金の粒子をメッキしてもよい。
支持体は、所望の反応において触媒を保持し得る支持体であればいずれでもよい。このような支持体は当該分野で周知である。支持体は不活性な支持体であってもよく、活性な支持体であってもよい。適切な支持体の例としては、炭素支持体および／または固体酸化物（アルミナ、修飾アルミナ、スピネルオキシド類、シリカ、修飾シリカ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、β−アルミネートおよび酸化マンガン、酸化ランタンまたはそれらの組み合わせなど）が挙げられる。アルミナまたは修飾アルミナは、例えば、α−アルミナ、β−アルミナまたはγ−アルミナであってもよい。β−アルミナおよびスピネルオキシド類（バリウムヘキサアルミネートなど）は、その安定性の観点から、特に有用であることが見出されている。炭素は、例えば、活性炭、グラファイトまたは炭素ナノチューブの形態であってもよい。所望の最終生成物に応じてゼオライトなどのモレキュラーシーブを選択してもよい。従って、例えば、支持体は、細孔または開口を含んでいてもよい。リン化物、ホウ化物、硫化物および／または金属の支持体もまた適切であってもよい。
好ましくは、支持体は多孔性である。粒径は、望ましくは、０．１μｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは０．２μｍ〜０．４ｍｍである。表面積は、望ましくは、１ｍ２／ｇよりも大きく、好ましくは５ｍ２／ｇよりも大きい。１つの支持体または２もしくはそれよりも多くの支持体の混合物を使用してもよい。
また、触媒として用いられる金属は、その錯体または化合物の形態であってもよい。例えば、白金カルボニル錯体および白金メトキシ錯体、ならびに、塩素、ホスフィンもしくは有機芳香族種（ベンゼンまたはシクロペンタジエンなど）などの配位子を有する白金錯体［（ＣＯ）５Ｃｏ２（ＣＯ）２Ｐｔ２（ＣＯ）（ＰＰｈ３）２またはＰｔ３（ＣＯ）２（ＰＰｈ３）４など］である。
使用前に、所望に応じて、例えば、水素または水素含有ガスで触媒を活性化してもよい。
望ましくは、ほぼ室温、例えば、約２０℃でその開始を実施することができる。好ましくは、反応物を加熱することなく、あるいは、他に開始を誘発するものを全く提供することなく、開始を実施する。しかし、必要に応じて熱を付与してもよいが、大量に熱を付与し過ぎないことが必要である。従って、反応物の一方または両方、あるいは、反応混合物は、例えば、８０℃未満、好ましくは５０℃未満、より好ましくは３０℃未満である。
メタノールと過酸化物（例えば、過酸化水素）との間の反応には多くの用途がある。例えば、推進力（例えば、ロケット用または人工衛星を操縦するための推進力）が必要な場合、メタノールと過酸化物（例えば、過酸化水素）との間の反応を使用することができる。また、反応を使用して熱（例えば、自己触媒の始動のための熱）を生成するか、機関に動力を与えてもよい。
水素を製造する場合、例えば、密閉容器または圧力容器内で反応を実施することによって、利用可能な大気中の酸素の量を制限することが重要であるかもしれない。
水素を調製する場合、水素自体をさらなる方法、例えば、燃料電池で使用してもよい。望ましくは、本発明の方法を燃料電池において実施するか、または、燃料電池に関連して実施し、後続の反応に水素を提供するか、あるいは、例えば、エアバッグの膨張における使用のため、液圧応用機械またはリフトなどの機械装置に圧力を付与するため、または触媒排ガスコンバータもしくはＮＯｘ清浄装置の迅速な始動のために、当該方法を使用し、ガスおよび／または熱を迅速に発生、提供することができる。
本明細書中、以下の実施例において本発明をさらに説明する。
実施例１
７ｍｌの純粋なメタノールおよび２１ｍｌの３７％Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏの混合物をオートクレーブに入れ、次いで、４０ｍｇのＨ２還元５ｗｔ％ Ｐｔ／γ−Ａｌ２Ｏ３を混合物に攪拌しながら添加する。オートクレーブ内の温度は室温から２６０℃に上昇し、オートクレーブ内の圧力は１０秒で３４６ｐｓｉに上昇する。Ａｕｔｏｓｙｓｔｅｍ ＧＣを用いた生成物の分析は、生成物として、水素、一酸化炭素、メタンおよび二酸化炭素を示す。反応で得られる水素は８５％を超過し、メタノールコンバージョンは９６％である。
上記実施例をＨ２還元５ｗｔ％ Ｐｔ／Ｋ２Ｏ／８−Ａｌ２Ｏ３を用いて繰り返してもよく、同様の結果を伴う。
実施例２
７ｍｌの純粋なメタノールおよび１５ｍｌの５０％Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏの混合物をオートクレーブに入れ、次いで、１００ｍｇのＨ２還元５ｗｔ％ Ｐｔ／γ−Ａｌ２Ｏ３を混合物に攪拌しながら添加する。オートクレーブ内の温度は室温から２９０℃に上昇し、オートクレーブ内の圧力は１０秒で３６０ｐｓｉに上昇する。Ａｕｔｏｓｙｓｔｅｍ ＧＣを用いた生成物の分析は、生成物として、水素、一酸化炭素、メタンおよび二酸化炭素を示す。
反応で得られる水素は９０％を超過し、メタノールコンバージョンは９８％である。
Ｈ２還元５ｗｔ％ Ｐｔ−Ｆｅ２Ｏ３／８−Ａｌ２Ｏ３を用いて上記実施例を繰り返してもよく、同様の結果を伴う。
実施例３
７ｍｌの純粋なメタノールおよび１５ｍｌの５０％Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏの混合物をオートクレーブに入れ、次いで、１００ｍｇのＨ２還元６ｗｔ％ Ｐｄ−Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３−ＭｎＯ２を混合物に攪拌しながら添加し、オートクレーブを攪拌しながら５０℃に加熱する。オートクレーブ内の温度は室温から２２０℃に上昇し、オートクレーブ内の圧力は１５秒で３３０ｐｓｉに上昇する。Ａｕｔｏｓｙｓｔｅｍ ＧＣを用いた生成物の分析は、生成物として、水素、一酸化炭素、メタンおよび二酸化炭素を示す。
反応で得られる水素は８０％を超過し、メタノールコンバージョンは９０％である。
実施例４
ＭｎＯ２触媒支持体にＰｄＣｌ２水溶液を含浸することによってリフォーミング触媒を調製する。次いで、この含浸した支持体を乾燥し、４００℃で焼成し、Ｈ２ガス流下、４００℃で２時間還元する。得られる触媒は４．２重量％のＰｄ含量を有する。
リフォーマー（reformer）に０．２５ｇのリフォーミング触媒を充填する。次いで、このリフォーマーに、メタノールと、５０％ Ｈ２Ｏ２溶液（Ｈ２Ｏ）との混合物を０．２２ｍｌ／ｍｉｎの速度で供給する。フィードストリームにおけるメタノールとＨ２Ｏ２の比は１：１である。外部から加熱することなく温度を１９０〜２５０℃で維持する。
生成物の分析は、生成物として、水、水素、一酸化炭素、メタンおよび二酸化炭素を示す。水素の収率は８０％を超過する。
実施例５
０．３ｇの水性ガスシフト触媒（Ｃｕ／Ｚｎ／Ａｌ２Ｏ３、Keli Chemical Company から入手可能）をリフォーミング触媒の下流に配置することを除いて、実施例４の方法を繰り返す。
生成物の分析は、生成物として、水、水素、メタンおよび二酸化炭素を示す。
水素の収率は９９％に増加する。
実施例６
酸化マグネシウムに支持されたＲｕ触媒に５０％Ｈ２Ｏ２、３５％Ｈ２Ｏおよび１５％ＣＨ３ＯＨの混合物（１５ｍｌ）を大気の存在下で通す。外部から加熱することなく触媒床の温度を４５０℃に上昇させる発熱反応が生じる。
生成物の分析は、全てのメタノールがＨ２ＯおよびＣＯ２に変換されることを示す。
実施例７
３０％Ｈ２Ｏ２、４０％Ｈ２Ｏおよび３０％ＣＨ３ＯＨの混合物（５ｍｌ）を３ｗｔ％ Ｐｄ−Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３触媒に大気の存在下でスプレーする。外部から加熱することなく触媒の温度を４００℃に上昇させる発熱反応が生じる。
生成物の分析は、全てのメタノールがＨ２ＯおよびＣＯ２に変換されることを示す。

Claims (20)

  1. メタノールと過酸化物との間の反応を開始してガスを製造する方法であって、パラジウム、ルテニウムまたは白金を含む触媒の存在下、液相中、大気圧に等しい圧力、大気圧未満の圧力または大気圧より高い圧力で、メタノールおよび過酸化物を接触させて、該触媒によって、メタノールが過酸化物と反応してガスを発生する工程を包含する方法。
  2. 過酸化物が過酸化水素または有機過酸化物である、請求項１に記載の方法。
  3. 過酸化物が過酸化水素である、請求項２に記載の方法。
  4. 過酸化水素が水溶液中に含まれている、請求項３に記載の方法。
  5. メタノールと過酸化物との間の反応によって、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、メタンおよび酸素の少なくとも１つが製造される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
  6. メタノールおよび過酸化物が２．５：１〜１：３のモル比で存在する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 過酸化物が過酸化水素であり、メタノールおよび過酸化水素が１：１のモル比で存在する、請求項６に記載の方法。
  8. 反応が、
    ２ＣＨ３ＯＨ ＋ Ｈ２Ｏ２ → ５Ｈ２ ＋ ２ＣＯ２；
    ２ＣＨ３ＯＨ ＋ Ｈ２Ｏ２ → ２Ｈ２Ｏ ＋ ２ＣＯ ＋ ３Ｈ２；
    ＣＨ３ＯＨ ＋ Ｈ２Ｏ２ → ＣＯ２ ＋ ２Ｈ２ ＋ Ｈ２Ｏ；
    ＣＨ３ＯＨ ＋ ２Ｈ２Ｏ２ → Ｈ２ ＋ ＣＯ２ ＋ ３Ｈ２Ｏ；および
    ＣＨ３ＯＨ ＋ ３Ｈ２Ｏ２ → ＣＯ２ ＋ ５Ｈ２Ｏ
    の少なくとも１つを包含する、請求項２〜７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 金属パラジウム、ルテニウムまたは白金が金属形態である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 触媒が、金属、酸化物または塩の形態のＳｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｍｎおよび他の遷移金属から選択される１またはそれよりも多くの触媒促進剤を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 反応を開始するために熱を系に付与することなく実施される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 開始が、８０℃未満の温度で実施される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 開始が、３０℃未満の温度で実施される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 開始が、２０℃で実施される、請求項１３に記載の方法。
  15. アルコールおよび炭化水素から選択される有機物フィードをリフォーミングして、二酸化炭素、水素および任意の一酸化炭素を含む生成物ストリームを形成する工程をさらに包含する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. リフォーミング工程において生成される全ての一酸化炭素が、水存在下で生成物ストリームを水性ガスシフト触媒と接触させることによって、二酸化炭素に変換される、請求項１５に記載の方法。
  17. 燃料電池で実施するか、ロケットに動力を与えるか、または、エアバッグを膨張させるか、または、機械装置に圧力を付与するための請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
  18. メタノールと過酸化物との間のリフォーミング反応を実施するための装置であって、
    メタノールおよび過酸化物を含む保存手段、
    パラジウム、ルテニウムまたは白金を含む触媒を含むハウジング、および
    メタノールおよび過酸化物を該ハウジングに導入して、メタノールおよび過酸化物を該触媒に接触させるための手段
    を備えた装置。
  19. ハウジングが水性ガスシフト触媒をさらに備え、水性ガスシフト触媒が、パラジウム、ルテニウムまたは白金を含む触媒の下流に位置する、請求項１８に記載の装置。
  20. ハウジングの下流の燃料電池、および、ハウジング内で生成した水素を全て燃料電池に移すための手段をさらに備える、請求項１８または１９に記載の装置。
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