JP5120167B2 - Method of processing stainless steel material, stainless steel-based materials, the reactor and a fuel cell system - Google Patents

Method of processing stainless steel material, stainless steel-based materials, the reactor and a fuel cell system Download PDF

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Description

本発明は、ステンレス鋼系材料の処理方法、ステンレス鋼系材料、反応器及び燃料電池装置に関する。 The present invention, the processing method of the stainless steel material, stainless steel material, to the reactor and a fuel cell system.

エネルギー変換効率が高く、クリーンな電源として、水素を燃料とする燃料電池が自動車や携帯機器などに応用され始めている。 High energy conversion efficiency, as a clean power source, a fuel cell using hydrogen as a fuel has started to be applied in automobiles and portable devices. 燃料電池は、燃料と大気中の酸素を電気化学的に反応させて、化学エネルギーから電気エネルギーを直接取り出す装置である。 Fuel cells, the oxygen fuel and atmospheric by electrochemically reacting a device for taking out electric energy directly from chemical energy.
燃料電池に用いる燃料としては水素が挙げられるが、常温で気体であることによる取り扱いや貯蔵が難しいといった問題がある。 The fuel used in the fuel cell include hydrogen, but there is a problem difficult to handle and store due to a gas at normal temperature. アルコール類及びガソリンなどの液体燃料を用いる場合には、液体燃料を気化させる蒸発器、液体燃料と高温の水蒸気を反応させることによって発電に必要な水素を取り出す改質器、改質反応の副産物である一酸化炭素を除去するCO除去器等の反応装置が必要となる。 When using a liquid fuel such as alcohols and gasoline, evaporator for vaporizing the liquid fuel, reformer extract hydrogen required for power generation by reacting the liquid fuel and high temperature steam, at a by-product of the reforming reaction the reactor CO remover for removing certain carbon monoxide is required.

近年では、上記反応装置として、マイクロリアクタと呼ばれる小型反応装置が開発・実用化されてきている。 In recent years, as the reactor, a small reactor has been developed and put into practical use, called microreactor. マイクロリアクタを用いた化学反応は、反応装置全体が小さいため、熱交換率が極めて高く、温度制御が効率良く行えるという利点がある。 Chemical reaction using the microreactor, since the entire reactor is small, the heat exchange efficiency is very high, there is an advantage that temperature control can be performed efficiently. そのため、精密な温度制御を必要とする反応や急激な加熱又は冷却を必要とする反応でも比較的容易に反応制御を行うことができることから、マイクロ領域での化学反応実験や、薬品の開発、人工臓器の開発、ゲノム・DNA解析ツール、マイクロ流体工学の基礎解析ツールなどにも利用されている。 Therefore, since it can be performed relatively easily control the reaction in a reaction that requires reaction or rapid heating or cooling requiring precise temperature control, chemical reaction experiments and the development of drugs in the micro region, artificial the development of organs, genome · DNA analysis tool, has also been used to such basic analysis tool of microfluidics.

マイクロリアクタは、微細な溝が形成された基板を複数接合したものであり、その溝が反応流路となる(例えば特許文献1参照)。 Microreactor, which has a plurality bonded substrate in which fine grooves are formed, the groove is the reaction flow path (for example, see Patent Document 1). 反応流路としての溝は、例えば、ドライエッチング法や、ウエットエッチング法、サンドブラスト法、機械切削加工などにより形成されている。 Grooves as reaction channel, for example, and a dry etching method, wet etching method, a sand blasting method, and is formed by a mechanical cutting.
また、各反応流路の内壁面には、反応を促進させるための触媒活性成分が固着されている。 Further, on the inner wall surface of the reaction channel, the catalytically active component to promote the reaction it is fixed. 触媒活性成分の固着法としては、例えば、ハケ等を用いた直接塗布法や、スプレー塗布法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、スパッタ法などが挙げられる。 The fixing method of the catalytically active components, for example, or direct coating method using a brush or the like, a spray coating method, a dip coating method, spin coating method, and a sputtering method.

近年、低コスト化、熱効率の向上などを睨み金属材料により、マイクロリアクタを作成する試みもなされている。 Recently, cost reduction, a metal material glare and improve thermal efficiency, has also been made an attempt to create a microreactor. なかでも、ステンレス鋼系材料は、比較的低価格でありながら、耐熱性、耐食性に優れ、マイクロリアクタの構成材料として広く用いられている。 Among them, stainless steel-based materials, while being relatively low cost, excellent heat resistance and corrosion resistance, has been widely used as a constituent material of the microreactor.

一方、近年においては、触媒を担持する基体として使用可能なステンレス鋼系材料に対して電解エッチングを施すことで、その表面に凹凸を形成する技術が開発されている(例えば非特許文献1参照)。 On the other hand, in recent years, by performing catalytic electrolytic etching the stainless steel-based material usable as a substrate for carrying a technique of forming irregularities on its surface has been developed (e.g., see Non-Patent Document 1) .
特開2004−174417号公報 JP 2004-174417 JP

ところで、触媒を担持する基体として、上述のようなステンレス鋼系材料を用いる場合、単位体積当たりの表面積をより一層増大することにより、単位体積当たりの触媒担持量を増大することができる。 Meanwhile, as a substrate for carrying the catalyst, when using a stainless steel-based materials as described above, by further increasing the surface area per unit volume, it is possible to increase the amount of catalyst supported per unit volume.
本発明の課題は、ステンレス鋼系材料の単位体積当たりの表面をより一層増大することである。 An object of the present invention is to further increase the surface per unit volume of the stainless steel-based material.

以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、 To solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
少なくとも水とエタノールを含有する混合液を溶媒とし、塩化リチウムを溶質とする電解液を用いて、ステンレス鋼系材料の少なくとも一部の領域を電解エッチングする工程を含み、前記溶媒中の前記水の割合が0.2〜0.8の範囲内であることを特徴とするステンレス鋼系材料の処理方法が提供される。 At least mixture containing water and ethanol as a solvent and using an electrolytic solution of lithium chloride as a solute, seen including a step of electrolytic etching at least a portion of the area of the stainless steel material, the water of the solvent method of processing stainless steel based material, wherein the ratio of in the range of 0.2 to 0.8 is provided.

好ましくは、前記電解エッチングする工程の後に、前記ステンレス鋼系材料の前記領域に触媒活性成分を担持する工程を含む。 Preferably, after the step of the electrolytic etching, comprising the step of supporting the catalyst active component in the region of the stainless steel-based material.
好ましくは、前記電解エッチングする工程の後に、前記触媒活性成分を担持させる前に、前記ステンレス鋼系材料を硝酸溶液に浸漬する工程を含む。 Preferably, after the step of the electrolytic etching, prior to supporting the catalytically active component, comprising the step of immersing the stainless steel material in nitric acid solution.
好ましくは、前記電解エッチングする工程の後に、前記触媒活性成分を担持させる前に、前記ステンレス鋼系材料を熱処理する工程を含む Preferably, after the step of the electrolytic etching, prior to supporting the catalytically active component, comprising the step of annealing the stainless steel-based material.

また、本発明の他の態様によれば、 According to another aspect of the present invention,
少なくとも水とエタノールを含有する混合液を溶媒とし、塩化リチウムを溶質とする電解液を用いて、ステンレス鋼系材料の少なくとも一部の領域を電解エッチングする工程を含み、前記溶媒中の前記水の割合が0.2〜0.8の範囲内であるステンレス鋼系材料の処理方法により処理されたことを特徴とするステンレス鋼系材料が提供される。 At least mixture containing water and ethanol as a solvent and using an electrolytic solution of lithium chloride as a solute, seen including a step of electrolytic etching at least a portion of the area of the stainless steel material, the water of the solvent stainless steel based material ratio of is characterized in that it is processed by the processing method of the stainless steel-based material is within the range of 0.2 to 0.8 is provided.

また、本発明の他の態様によれば、 According to another aspect of the present invention,
反応物が流れる流路を形成する基体を備え、 A base body forming a flow passage reactant flow,
前記基体は、少なくとも水とエタノールとを含有する混合液を溶媒とし、塩化リチウムを溶質とする電解液を用いて、少なくとも一部の領域が電解エッチングされ、当該領域に触媒活性成分が担持されたステンレス鋼系材料を含み、前記溶媒中の前記水の割合が0.2〜0.8の範囲内であることを特徴とする反応器が提供される。 Said substrate is at least mixture containing water and ethanol as a solvent and using an electrolytic solution of lithium chloride as a solute, at least a portion of the region is electrolytic etching, the catalytically active component is supported on the area look-containing stainless steel materials, a reactor proportion of the water in said solvent is being in the range of 0.2 to 0.8 is provided.

また、本発明の他の態様によれば、 According to another aspect of the present invention,
反応物が流れる流路を形成する基体を備え、前記基体は、少なくとも水とエタノールとを含有する混合液を溶媒とし、塩化リチウムを溶質とする電解液を用いて、少なくとも一部の領域が電解エッチングされ、当該領域に触媒活性成分が担持されたステンレス鋼系材料を含み、前記溶媒中の前記水の割合が0.2〜0.8の範囲内であることを特徴とする反応器である、燃料及び水の反応により水素を生成する改質器と、前記改質器で生成された水素と酸素との反応により電力を生成する燃料電池とを有することを特徴とする燃料電池装置が提供される。 A base body forming a flow passage reactant flow, the substrate is at least mixture containing water and ethanol as a solvent and using an electrolytic solution of a lithium chloride as a solute, at least a portion of the region electrolyte etched, in a reactor catalytically active component in the region is seen containing a stainless steel-based material carried, the proportion of the water in said solvent is being in the range of 0.2 to 0.8 there, a reformer for generating hydrogen by the reaction of the fuel and water, the fuel cell system, characterized in that it comprises the reaction of the produced hydrogen and oxygen in the reformer and a fuel cell for generating electric power It is provided.

本発明によれば、ステンレス鋼系材料の単位体積当たりの表面積をより一層増大することができ、ひいては、触媒を担持する基体としてステンレス鋼系材料を用いる場合、単位体積当たりの触媒担持量を増大することができる。 According to the present invention, it is possible to further increase the surface area per unit volume of the stainless steel material, and thus, when using a stainless steel-based material as a substrate for carrying a catalyst, increasing the catalyst loading per unit volume can do.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。 It will be described below with reference to the drawings best mode for carrying out the present invention. ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 However, the embodiments described below, various technically preferable limitations are imposed in order to practice the present invention and are not intended to limit the scope of the invention to the following embodiments and illustrated examples.

図1は、反応器1を示した分解斜視図である。 Figure 1 is an exploded perspective view showing a reactor 1. 図1に示すように、反応器1の本体2は、一面で開口した箱体3と、箱体3の開口を閉塞する底板4と、箱体3及び底板4によって形成された内部空間に収容され、その内部空間を仕切る複数の仕切板(触媒)11〜17と、を備える。 As shown in FIG. 1, the body 2 of the reactor 1 includes a box body 3 which is open at one side, a bottom plate 4 which closes the opening of the box body 3, housed in the internal space formed by the box 3 and the bottom plate 4 It is provided with a plurality of partition plates (catalyst) 11 to 17 which partitions the inner space, the. 箱体3、底板4は、ステンレス鋼といった金属材料からなる。 Box 3, the bottom plate 4 is made of a metallic material such as stainless steel. なお、仕切板11〜17についての詳細は後述するが、ステンレス鋼系材料からなる基体の表面に触媒活性成分が担持されたものである。 Although details on the partition plate 11 to 17 to be described later, in which the catalytically active component is supported on the surface of a substrate made of stainless steel material.

インレットポート5が底板4の四つ角のうち1つの角41の近傍に形成され、アウトレットポート6がその隣の角42に形成されている。 Inlet port 5 is formed in the vicinity of one corner 41 of the four corners of the bottom plate 4, the outlet port 6 is formed at the corner 42 next to it. インレットポート5、アウトレットポート6は底板4を貫通した穴である。 Inlet port 5, the outlet port 6 is a hole through the bottom plate 4.

仕切板11〜17がL字状に折り曲げられており、これによりフランジ21〜25が仕切板11〜17の一辺に形成されている。 Partition plates 11 to 17 is bent in an L-shape, thereby the flange 21 to 25 are formed on one side of the partition plate 11 to 17. フランジ21〜27(フランジ26,27については不図示)が底板4の一方の面に接合されることによって、仕切板11〜17が底板4に対して略直角に立った状態で底板4の一方の面に設けられている。 By is bonded to one surface of the bottom plate 4 (not shown for flange 26, 27) flanges 21-27, while the bottom plate 4 in a state where partition plates 11 to 17 standing substantially at right angles to the bottom plate 4 It is provided to the surface.

仕切板11〜17は底板4の四辺43〜46のうち向かい合う2つの辺45,46に平行となるように配置されている。 Partition plates 11 to 17 are arranged parallel to the two sides 45, 46 facing out of the four sides 43 to 46 of the bottom plate 4. また、仕切板11〜14はそれらと平行でない1つの辺43寄りに設けられ、仕切板15〜17がその辺43の対辺44寄りに設けられ、仕切板11〜14と仕切板15〜17が互い違いに配置されている。 Further, the partition plate 11 to 14 is provided on one side 43 closer not parallel with those, the partition plate 15 to 17 is provided on the opposite sides 44 toward the sides 43, the partition plate 11 to 14 and the partition plate 15 to 17 They are alternately arranged.

反応器1は、仕切板11〜17が箱体3に入り込むようにして、底板4が箱体3の開口を塞ぎ、底板4が箱体3に接合されている。 Reactor 1, the partition plate 11 to 17 so as to enter the box 3, the bottom plate 4 closes the opening of the box body 3, the bottom plate 4 is joined to the box body 3. 仕切板11〜14における底板4に対して直角な辺のうち底板4の辺43に近い方の辺が箱体3の4つの側壁のうち底板4の辺43に沿って配置された1つ側壁31に当接し、底板4の辺44に近い方の辺が底板4の辺44に沿って配置された対向の側壁32から離れている。 One side wall sides closer to the sides 43 of the bottom plate 4 is arranged along the side 43 of the bottom plate 4 of the four side walls of the box body 3 of the perpendicular sides to the bottom plate 4 in the partition plate 11 to 14 31 in contact, towards the sides away from the opposing side walls 32 which are arranged along the sides 44 of the bottom plate 4 close to the sides 44 of the bottom plate 4. 一方、仕切板15〜17における底板4に対して直角な辺のうち底板4の辺44に近い方の辺が側壁32に当接し、底板4の辺43に近い方の辺が側壁31から離れている。 On the other hand, the side closer to the side 44 of the bottom plate 4 of the perpendicular sides to the bottom plate 4 in the partition plate 15 to 17 is brought into contact with the side wall 32, away from the side sidewall 31 closer to the side 43 of the bottom plate 4 ing. 仕切板11〜14のうち側壁31と当接する辺と側壁31は、接合されていてもよい。 Sides and the side wall 31 in contact with the side wall 31 of the partition plate 11 to 14 may be joined. 仕切板15〜17のうち側壁32と当接する辺と側壁32も同様である。 Sides and the side wall 32 in contact with the side wall 32 of the partition plate 15 to 17 is similar.

箱体3及び底板4によって包囲された内部空間が仕切板11〜17によって仕切られることによって、その内部空間に流路70が形成される。 By internal space surrounded by the box 3 and the bottom plate 4 is partitioned by a partition plate 11 through 17, the flow passage 70 is formed in the interior space. 仕切板11〜14と仕切板15〜17が互い違いに配置されているので、内部の流路70は蛇行した流路である。 Since the partition plate 11 to 14 and the partition plate 15 to 17 are staggered, the internal flow passage 70 is a flow path that is tortuous.

仕切板11〜17における底板4の辺45,46に対して平行な2つの主面には、触媒領域7がそれぞれ形成されている。 The two main surfaces parallel to the bottom plate 4 of the sides 45, 46 in the partition plate 11 to 17, the catalytic region 7 are formed. 触媒領域7には、触媒活性成分71がそれぞれ担持されている。 The catalytic region 7, the catalytic active component 71 is supported, respectively. 触媒活性成分71の組成物は反応器1の用途に応じたものである。 The composition of catalytically active component 71 are those according to the use of the reactor 1. 例えば、反応器1が燃料と水の混合気から水素を含む改質ガスを生成する改質器である場合には、触媒活性成分71はPd/ZnO系触媒又はCu/ZnO系触媒である。 For example, when the reactor 1 is a reformer for generating a reformed gas containing hydrogen from a mixture of fuel and water, the catalytically active component 71 is Pd / ZnO-based catalyst or Cu / ZnO-based catalyst. また、反応器1が改質ガス中に混じった一酸化炭素を優先的に酸化させる選択酸化反応器である場合には、触媒活性成分71は白金系触媒である。 Further, when the reactor 1 is a selective oxidation reactor to preferentially oxidize carbon monoxide mixed in the reformed gas is catalytically active component 71 is a platinum-based catalyst. そして、反応器1が燃料や水素を燃焼させる燃焼器である場合には、触媒活性成分71は白金系触媒又はAl 系触媒である。 When the reactor 1 is a combustor burning fuel and hydrogen, the catalytically active component 71 is a platinum-based catalyst or Al 2 0 3 catalyst.

なお、必要に応じて反応器本体2に加熱器を設け、反応器本体2が加熱器によって加熱されるものとしてもよい。 Incidentally, the heater in the reactor body 2 optionally provided, or as the reactor body 2 is heated by the heater. 加熱器としては、電熱ヒータ、燃焼器、バーナ等を用いる。 The heater electric heater, a combustor, using a burner or the like.
また、反応器本体2が剛性のある真空パッケージ内に収容され、反応器本体2の外面が真空パッケージの内面から離れるように設けられてもよい。 Also, the reactor body 2 is housed in a vacuum package with a rigid outer surface of the reactor body 2 may be provided away from the inner surface of the vacuum package. このような真空パッケージ内に反応器本体2が収容されることで、反応器本体2の放熱等を防止することができる。 By reactor body 2 in such a vacuum package is contained, it is possible to prevent the heat dissipation of the reactor body 2 and the like. この場合、仕切板11〜14における底板4に対して直角な辺のうち底板4の辺43に近い方の辺と側壁31とを近接させて、この間の距離が、他方の辺と側壁32との距離よりも小さくする。 In this case, is brought close to the sides and the side wall 31 closer to the side 43 of the bottom plate 4 of the perpendicular sides to the bottom plate 4 in the partition plate 11 to 14, the distance therebetween is, the other side and the side wall 32 to be smaller than the distance. この場合、仕切板11〜14における底板4に対して直角な辺のうち底板4の辺43に近い方の辺と側壁32との間が、より多くの反応物が流れる主流路となり、逆側が、より少ない反応物が流れる副流路となる。 In this case, between the sides and the side wall 32 closer to the side 43 of the bottom plate 4 of the perpendicular sides to the bottom plate 4 in the partition plate 11 to 14 becomes a main flow path that more reactant flow, the opposite side , the sub-passage fewer reactant flows. 仕切板15〜17については、逆である。 The partition plate 15 to 17 is reversed.

続いて、この反応器1の使用方法について説明する。 The following describes how to use the reactor 1.
インレットポート5を通じて反応器本体2の内部に反応物を流し込むと、反応物が本体2内の蛇行流路に沿って流動する。 When pouring the reaction inside the reactor main body 2 through the inlet port 5, the reactant flows along a serpentine channel in the main body 2. 反応物が触媒活性成分71に接触すると、触媒反応が起こり、生成物が生成される。 When the reactants contact the catalyst active component 71, occurs catalytic reaction, the product is produced. 生成物がアウトレットポート6を通じて反応器本体2の外に流出する。 Product flows out of the reactor body 2 via the outlet port 6.

なお、これら触媒活性成分71の間で組成物が異なっていてもよい。 It may also be a composition between these catalytically active components 71 are different. 複数種類の組成物が用いられると、複数種の化学反応が起こる。 When a plurality of types of composition is used, it occurs more chemical reactions. 例えば、内部の蛇行流路のうちインレットポート5寄りでは触媒活性成分71の組成物をPd/ZnO系触媒又はCu/ZnO系触媒とし、アウトレットポート6寄りでは触媒活性成分71の組成物を白金系触媒とする。 For example, the inlet port 5 toward out of the interior of the serpentine channel to the composition of the catalytically active component 71 and Pd / ZnO-based catalyst or Cu / ZnO-based catalyst, platinum-based composition of the catalytically active components 71 at the outlet port 6 toward as a catalyst. このようにすれば、反応物として水と燃料の蒸気が蛇行流路を流れている際には、インレットポート5寄りでは水素が生成される改質反応が起こり、アウトレットポート6寄りでは、選択酸化反応が起こる。 Thus, when the vapor of water and fuel is flowing serpentine channel as reactants, the inlet port 5 toward occur reforming reaction in which hydrogen is produced, the outlet port 6 toward, selective oxidation reaction occurs. この場合、インレットポート5とアウトレットポート6のほかに、更にインレットポートを蛇行流路の中途部に設け、酸化剤としての空気をそのインレットポートから流路70に流し込むようにする。 In this case, in addition to the inlet port 5 and outlet port 6, further provided an inlet port in the middle portion of the serpentine flow path, so that flow into air as the oxidizing agent from the inlet port to the flow path 70.

[仕切板(触媒)の製造方法] [Production method of the partition plate (catalyst)]
次に、本発明に係る触媒としての仕切板11〜17の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the partition plates 11 to 17 as a catalyst according to the present invention. この製造方法には、仕切板11〜17の基体を多孔質化する多孔質化処理と、その処理工程後に仕切板11〜17に対して触媒活性成分71を担持させる担持処理とが含まれている。 The manufacturing method includes a porous treatment of porous the substrate of the partition plate 11 to 17, and carrying the process for supporting the catalytic active component 71 relative to the partition plate 11 to 17 after the processing step there. 以下順番に説明する。 It will be described below in order.

[多孔質化処理] [Porous processing]
この多孔質化処理は、本発明に係るステンレス綱系材料の処理方法であり、触媒担持体の製造方法でもある。 The porous treatment is a treatment method for a stainless steel-based material according to the present invention is also a process for preparing a catalyst carrier. 図2は、ステンレス綱系材料の処理工程で用いられるエッチング装置の概略構成を示す概念図である。 Figure 2 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of an etching apparatus used in the process of stainless steel-based material. 図2に示すように、エッチング装置100には、容器101と、DC電源102とが備えられている。 As shown in FIG. 2, the etching apparatus 100, the container 101, and a DC power source 102 is provided. DC電源102のアノード側には、ステンレス綱系材料からなるエッチングされる部材としての基体103が、カソード側にも例えばステンレス綱系材料からなる金属板104が接続されている。 The anode side of the DC power source 102, substrate 103 as members to be etched made of stainless steel-based material, a metal plate 104 made also, for example, stainless steel-based material on the cathode side is connected. 容器101内には基体103と金属板104とが対向するように収容されていて、これらが浸かるように電解液105が収容されている。 The container 101 be housed so that the substrate 103 and the metal plate 104 facing, these electrolytic solution 105 as soaked therein.

電解液105は、アルコール(例えばエタノール)と水とを溶媒にして、所定量の塩化リチウムを溶解させたものである。 Electrolyte 105, an alcohol (e.g. ethanol) and water in the solvent is obtained by dissolving a predetermined amount of lithium chloride. エタノールと水とを溶媒とすればより効果的な電解エッチングが可能となる。 Ethanol and water it is possible to more effectively electrolytic etching if solvent. ここで、電解液105における水の割合は全溶媒に対して0.2〜0.8の範囲内に収まっていることが好ましい。 Wherein the proportion of water in the electrolytic solution 105 is preferably within the range of 0.2 to 0.8 relative to the total solvent. この水の割合が、0.2〜0.8の範囲内に収まっていれば、投入電力量を効率化することが可能であるとともに、孔の大きさや分布を制御することもできる。 The proportion of this water is, if within the range of 0.2 to 0.8, together with it is possible to streamline the input power amount, it is also possible to control the size and distribution of pores.
基体103は、仕切板11〜17となるものであり、電解液105に浸される前には、触媒領域7以外の領域は電解液105に接触しないようにシールされている。 Substrate 103 serves as a partition plate 11 to 17, before being immersed in the electrolyte solution 105, the region other than the catalytic region 7 is sealed so as not to contact the electrolyte solution 105.

そして、電解液105内で基体103と金属板104とが対向配置されてから、DC電源102により、基体103と金属板104間に直流電圧を印加する。 Then, the substrate 103 and the metal plate 104 in the electrolyte 105 from being opposed by a DC power supply 102, a DC voltage is applied across the substrates 103 and metal plate 104. これにより、基体103の表面、具体的には触媒領域7となる部分の表面が電解エッチングにより、多孔質化される。 Thus, the surface of the substrate 103, specifically the surface of the portion to be the catalytic domain 7 by electrolytic etching, is porous. 上述の処理によって得られた多孔質化された基体103を触媒担持体として使用できる。 The porosified substrate 103 obtained by the process described above can be used as a catalyst carrier.

[担持処理] [Supported processing]
担持処理では、まず、触媒活性成分が分散した懸濁液を調製する。 In carrying process, first, the catalytically active component to prepare a suspension dispersed. つまり、触媒活性成分とアルミナゾルと増粘剤を混合してスラリー状にして、懸濁液を得る。 That is, in the slurry by mixing the catalyst active component and alumina sol and a thickener to give a suspension. 触媒活性成分はPd/ZnO、Cu/ZnO又は貴金属(例えば、Pt)、Al である。 Catalytically active components Pd / ZnO, Cu / ZnO or noble metals (e.g., Pt), is Al 2 0 3. また、触媒活性成分が10に対して、アルミナゾルが1、増粘剤が40の比率とすることが好ましいが、特にこのような比率に限られるものではない。 Further, the catalyst active component 10, alumina sol 1, it is preferred that the thickener is a ratio of 40, not particularly limited to such a ratio.

調製した懸濁液を周知の塗布法により各触媒領域7に塗布する。 The suspension prepared by the known coating method is applied to each catalyst area 7. 懸濁液を塗布した後、触媒領域7の懸濁液を自然乾燥させ、仕切板11〜17の反対面にも懸濁液を塗布し、その懸濁液を自然乾燥させる。 The suspension was coated, a suspension of the catalyst region 7 was air dried, also the suspension was coated on the opposite surface of the partition plate 11 to 17, thereby air drying the suspension. その後、懸濁液の乾燥物を焼成すると、触媒活性成分71が担持された仕切板11〜17が出来上がる。 After that, when firing the dried product of the suspension, the partition plate 11 to 17 catalytically active component 71 is supported is completed. 図3は触媒活性成分71が担持された仕切板11〜17の断面図である。 Figure 3 is a cross-sectional view of the partition plate 11 to 17 catalytically active component 71 is supported. この図3に示すように触媒活性成分71は、多孔質化処理で形成された孔77内にまで浸透し担持されることになる。 The catalytically active components 71 as shown in FIG. 3 will be penetrated and supported to a bore 77 formed in the porous treatment. なお、触媒活性成分71によっては焼成を行わなくてもよい。 Incidentally, it is not necessary to perform firing by the catalytic active component 71.

本実施形態によれば、触媒担持体であるステンレス鋼系材料(基体103)の表面が多孔質化されているので、従来の微細流路と異なり、その表面のみならず、材料の厚さ方向についても全体に広く分布した孔を形成することができる。 According to this embodiment, since the surface of the stainless steel-based material is a catalyst carrier (substrate 103) is porous, unlike the conventional micro-channel, not the surface only, the thickness direction of the material for it is possible to form a widely distributed pores throughout also. これにより、従来と比べて、より大きな表面積を触媒担持領域として利用することができ、より多くの触媒活性成分71を担持することができる。 Thus, compared with the conventional, more surface area can be utilized as a catalyst supporting area, it can carry more catalytically active components 71. また、アンカー効果により、触媒活性成分71の付着強度が向上し、触媒活性成分71の剥離を防止することができる。 Moreover, the anchor effect improves adhesion strength of the catalytically active components 71, it is possible to prevent peeling of the catalytically active component 71.
特に、上記の電解エッチングをステンレス綱系材料に施せば、基体103に貫通孔を形成することもできる。 In particular, if Hodokose the electrolytic etching of the stainless steel-based materials, it is possible to form the through hole in the substrate 103. 貫通孔であれば、それだけ触媒活性成分の搭載面積を広くすることができ、より多くの触媒活性成分を担持することが可能となる。 If the through-holes, can be much wider mounting area of ​​the catalytically active component, it is possible to carry more catalytic active components.

なお、上記実施形態では、ステンレス綱系材料に対して多孔質化処理を施した直後に、担持処理を施す場合を例示して説明したが、多孔質化処理の電解エッチング後であって触媒活性成分を担持させる前に、ステンレス綱系材料を硝酸溶液に浸漬することが好ましい。 In the above embodiment, immediately after subjecting the porous processing on stainless steel-based materials, has been described as an example the case of applying the supported process, the catalytic activity even after electrolytic etching of porous treatment before supporting the component, it is preferable to immerse the stainless steel material in nitric acid solution. これにより、局所的に除去された不動態被膜を効果的に修復することが可能となる。 Thereby, it becomes possible to effectively repair the passive film is locally removed.

さらに、多孔質化処理の電解エッチング後であって触媒活性成分を担持させる前に、ステンレス綱系材料に対して熱処理を施すことも好ましい。 Furthermore, before even after electrolytic etching of porous processing supporting the catalytically active component, it is also preferable to perform the heat treatment on a stainless steel-based material. この熱処理によっても、局所的に除去された不動態被膜を効果的に修復することが可能となる。 With this heat treatment, it is possible to effectively repair the passive film is locally removed.

また、断面表面積の拡大により、熱交換をより円滑・効果的に行うことができる。 Moreover, the expansion of the cross-section surface area, it is possible to perform the heat exchange more smoothly, effectively. このため、多孔質化処理されたステンレス鋼系材料は、放熱用のフィンとしても利用可能である。 Therefore, porous treated stainless steel-based materials can also be used as a fin for heat radiation. ステンレス鋼系材料をフィンとして用いる場合、フィンの単位体積当たりの表面積をより一層増大することにより、単位体積当たりの放熱量を増大できる。 When using a stainless steel-based material as the fins, by further increasing the surface area per unit volume of the fin can be increased amount of heat radiation per unit volume.

〔利用例〕 [Use example]
図4は、上述した反応器1を利用した燃料電池装置201を備える電子機器300の概略構成を示したブロック図である。 Figure 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an electronic device 300 including a fuel cell system 201 utilizing the reactor 1 described above. この燃料電池装置201は、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、といった電子機器300に備え付けられるものであり、これらの電子機器300の電子機器本体303を動作させるための電源として用いられる。 The fuel cell system 201, a notebook personal computer, cellular phone, PDA (Personal Digital Assistant), an electronic organizer, a watch, a digital still camera, digital video camera, a game machine, a game machine, such as it is installed in the electronic device 300 There is used the electronic apparatus main body 303 of the electronic device 300 as a power source for operating.

図4においては、改質器205、一酸化炭素除去器208、燃焼器215の何れか又は全てに反応器1を利用している。 In FIG. 4, the reformer 205, carbon monoxide remover 208, utilizes a reactor 1 on any or all of the combustor 215. 反応器1を改質器205に利用する場合には、触媒活性成分71をPd/ZnO、Cu/ZnOにする。 When using the reactor 1 to the reformer 205, the catalytically active components 71 Pd / ZnO, the Cu / ZnO. 反応器1を一酸化炭素除去器208又は燃焼器215に利用する場合には、触媒活性成分71を白金若しくはAl にする。 When using the reactor 1 to the carbon monoxide remover 208 or combustor 215, the catalytically active components 71 to platinum or Al 2 0 3. 反応器1を改質器205、一酸化炭素除去器208又は燃焼器215に利用する場合、反応器本体2に加熱器を設けるとよい。 When using a reactor 1 reformer 205, carbon monoxide remover 208 or combustor 215 may be provided with heaters in the reactor body 2.

カートリッジ202には燃料(例えば、メタノール)と水が収容されている。 The cartridge 202 fuel (e.g., methanol) and water is accommodated. カートリッジ202内の燃料と水がポンプ203によって気化器204に送液され、燃料と水が気化器204において気化して、燃料と水の混合気が生成される。 Fuel and water in the cartridge 202 is fed to the vaporizer 204 by the pump 203, the fuel and water is vaporized in vaporizer 204, mixture of fuel and water is produced. 燃料と水の混合気は改質器205に送られ、改質器205において燃料が水素に改質されるとともに僅かながらの一酸化炭素が生成される。 Mixture of fuel and water fed to the reformer 205, the fuel in the reformer 205 carbon monoxide is produced in slight together is reformed into hydrogen. 反応器1を改質器205に利用した場合、気化器204によって気化した燃料と水の混合気はインレットポート5を通って反応器本体2内に流入する。 If the reactor 1 was utilized in the reformer 205, mixture of fuel and water vaporized by the vaporizer 204 to flow into the reactor main body 2 through the inlet port 5. そして、その混合気は反応器本体2内の流路70を流れ、水素等の生成物がアウトレットポート6を通って送出される。 Then, the mixture flows through the flow channel 70 in the reactor body 2, products such as hydrogen is delivered through the outlet port 6.

改質器205で生成された水素と一酸化炭素を含む改質ガスはフィルタ装置207を介して、一酸化炭素除去器208に送られる。 Reformed gas containing hydrogen and carbon monoxide produced in the reformer 205 through the filter device 207, is sent to the carbon monoxide remover 208. 更に、外部の空気が空気ポンプ206によって一酸化炭素除去器208に送られる。 Moreover, external air is sent by the air pump 206 to the carbon monoxide remover 208. 一酸化炭素除去器208では選択酸化反応が起き、一酸化炭素が優先的に酸化して除去されて、燃料ガスが生成される。 Occurs carbon monoxide remover in 208 selective oxidation reaction, carbon monoxide is removed by oxidizing preferentially, the fuel gas is produced. 反応器1を一酸化炭素除去器208に適用した場合、改質器205によって生成された水素等と空気が混合された状態で、インレットポート5を通って反応器本体2内に流入する。 When applied to the reactor 1 to the carbon monoxide remover 208, in a state in which hydrogen or the like and the air generated by the reformer 205 are mixed, it flows into the reactor main body 2 through the inlet port 5. そして、その混合気は反応器本体2内の流路70を流れ、水素等の生成物がアウトレットポート6を通って送出される。 Then, the mixture flows through the flow channel 70 in the reactor body 2, products such as hydrogen is delivered through the outlet port 6.

一酸化炭素除去器208を経た水素等はフィルタ装置209を介して燃料電池218のアノード210に送られる。 Hydrogen or the like passing through the carbon monoxide remover 208 is fed to the anode 210 of the fuel cell 218 through the filter device 209. この燃料電池218においては、アノード210とカソード212の間に電解質膜211が挟持されている。 In the fuel cell 218 includes a membrane 211 between the anode 210 and the cathode 212 is sandwiched. 一方、外部の空気が空気ポンプ213によってカソード212に送られる。 Meanwhile, external air is sent by the air pump 213 to the cathode 212. そして、燃料電池218では、アノード210に送られた水素とカソード212に送られた空気中の酸素が電解質膜211を介して電気化学的に反応する。 Then, in the fuel cell 218, oxygen in the air sent to hydrogen and the cathode 212 sent to the anode 210 is electrochemically react through the electrolyte membrane 211. これにより生成された電力は、DC/DCコンバータ301に供給され、DC/DCコンバータ301で適切な電圧に変換され、電子機器本体303の各部に供給される。 Power generated by this is supplied to the DC / DC converter 301 is converted to an appropriate voltage DC / DC converter 301 is supplied to each part of the electronic apparatus body 303. 生成された電力の一部は、2次電池302に充電され、2次電池302に充電された電力は、発電装置201の起動時などに利用される。 Some of the generated power is charged to the secondary battery 302, electric power charged in the secondary battery 302 is utilized, such as during start of the power generation device 201.

アノード210で反応しなかった水素を含む排出ガスは燃焼器215に送られる。 Exhaust gas containing hydrogen that has not reacted in the anode 210 is sent to the combustor 215. 一方、外部の空気が空気ポンプ214によって燃焼器215に送られる。 On the other hand, outside air is fed to the combustor 215 by the air pump 214. 燃焼器215では排出ガス中の水素が燃焼され、それにより燃焼熱が生じ、その燃焼熱によって改質器205や一酸化炭素除去器208が加熱される。 Is burned hydrogen combustor 215 exhaust gas in the combustion heat generated, the reformer 205 and the carbon monoxide remover 208 is heated by the combustion heat thereby. 反応器1を燃焼器215に適用した場合、アノード210で未反応の水素を含む排ガスと空気が混合された状態で、インレットポート5を通って反応器本体2内に流入する。 If the reactor 1 was applied to the combustor 215, in a state in which exhaust gas and air are mixed containing unreacted hydrogen in the anode 210, and flows into the reactor main body 2 through the inlet port 5. そして、その混合気は反応器本体2内の流路70を流れ、水蒸気等の生成物がアウトレットポート6を通って送出される。 Then, the mixture flows through the flow channel 70 in the reactor body 2, products such as water vapor is delivered through the outlet port 6.
熱効率を高めるため、改質器205、一酸化炭素除去器208及び燃焼器215は断熱パッケージ217内に収容されている。 To increase the thermal efficiency, the reformer 205, carbon monoxide remover 208 and combustor 215 are accommodated in the heat insulating package 217. 以上の経路を経て生成された生成物が燃焼器215からフィルタ装置216を介して外部に排出される。 More paths through products generated in is discharged to the outside through the filter device 216 from the combustor 215.

改質器205内に担持された触媒が剥離することがあるが、剥離した触媒はフィルタ装置207によって捕捉される。 It is that the catalyst carried on the reformer 205 is peeled off, the peeled catalyst is captured by the filter device 207. 同様に、一酸化炭素除去器208から剥離した触媒はフィルタ装置209によって捕捉され、燃焼器215から剥離した触媒はフィルタ装置216によって捕捉される。 Similarly, exfoliated catalyst from the carbon monoxide remover 208 is captured by the filter device 209, peeling catalyst from the combustor 215 is captured by the filter device 216. フィルタ装置207,209,216は交換可能であり、フィルタ装置207,209,216に塵埃や触媒等が集塵されても、フィルタ装置207,209,216を交換すればよい。 Filter device 207,209,216 are interchangeable, even dust and catalyst, etc. to the filter device 207,209,216 is dust collection may be replace the filter device 207,209,216.

なお、一酸化炭素除去器208や燃焼器215は必要に応じて設けたものであり、一酸化炭素除去器208、燃焼器215は必ずしも設けなくてもよい。 Incidentally, carbon monoxide remover 208 and combustor 215 are those to be carried out, if necessary, carbon monoxide remover 208, the combustor 215 is not necessarily provided. 例えば、燃料電池218の電解質膜211が固体高分子電解質である場合には、一酸化炭素除去器208があった方が好ましいが、電解質膜211が固体酸化物電解質膜である場合には、一酸化炭素除去器208は無くてもよい。 For example, when the electrolyte membrane 211 of the fuel cell 218 is a solid polymer electrolyte is preferably person who had carbon monoxide remover 208, when the electrolyte membrane 211 is a solid oxide electrolyte film one it may be rather carbon oxide remover 208. また、改質器205や一酸化炭素除去器208を電気ヒータ等によって適温に加熱することができるのであれば、燃焼器215は無くてもよい。 Further, if it can be heated to a suitable temperature by an electric heater or the like reformer 205 and the carbon monoxide remover 208, the combustor 215 may be omitted. さらに、上述の実施形態では、フィルタ装置207,209,216を各所に配置したが、これらを省略してもよい。 Furthermore, in the embodiment described above, has been arranged a filter device 207,209,216 throughout, it may be omitted them.

以上のように、燃料電池装置201の改質器205、一酸化炭素除去器208及び燃焼器215に対して、上記の反応器1を適用すれば、改質器205、一酸化炭素除去器208及び燃焼器215のいずれでも従来よりも触媒活性成分を増大することができ、それだけ各反応器における反応効率が高まる。 As described above, the reformer 205 of the fuel cell device 201, relative to the carbon monoxide remover 208 and the combustor 215, by applying the reactor 1 above, the reformer 205, carbon monoxide remover 208 and any of the combustor 215 than the prior art can increase the catalytic active component, correspondingly increases the reaction efficiency in each reactor. つまり、従来と同程度の生成量を確保する際においては、各反応器1を小型にすることが可能となり、結果的に装置全体の小型化を図ることができる。 That is, in the case of ensuring the production of conventional level can each reactor 1 it is possible to reduce the size, it is possible to result in the entire device compact. また、アンカー効果により、触媒活性成分の剥離を抑制することができる。 Moreover, the anchoring effect, it is possible to suppress separation of the catalytically active component.
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。 The present invention can be appropriately changed not limited to the above-described embodiments.

[実施例] [Example]
以下、上記の電解液105により電解エッチングを施したステンレス鋼系材料(実施例)と、その他の電解液により電解エッチングを施したステンレス綱系材料(比較例1〜4)とを比較する。 Hereinafter, compared stainless steel-based material subjected to electrolytic etching by the above electrolytic solution 105 (Example), other stainless steel materials subjected to electrolytic etching by the electrolyte and (Comparative Examples 1-4).

まず、実施例においては、冷延板から30mm×50mmのサイズに切り出したステンレス綱系材料(SUS316L:ニラコ製)を、アセトンとエタノールとの混合液を用いて超音波を照射しながら脱脂洗浄し、それを試験片とした。 First, in the embodiment, a stainless steel material cut to a size of 30 mm × 50 mm from the cold-rolled sheet: the (SUS316L Nilaco Ltd.), degreasing while applying ultrasonic waves using a mixture of acetone and ethanol was it a test piece.
電解液には、超純水150mlとエタノール(関東化学製:ELグレード)300mlの混合液を溶媒として、塩化リチウム(関東化学製:特級)を30gの割合で溶解させたものを用いた。 The electrolyte solution, ultrapure water 150ml and ethanol (manufactured by Kanto Kagaku: EL grade) the mixture of 300ml as a solvent, lithium chloride (manufactured by Kanto Kagaku: special grade) was used as dissolved at a ratio of 30g.

そして、上記のエッチング装置100におけるアノード側には試験片(基体103側)を、カソード側には試験片と同じくSUS316Lからなる金属板(金属板104側)を接続する。 Then, the test piece to the anode side in the etching apparatus 100 (base 103 side), the cathode-side connecting metal plate made of same SUS316L test pieces (metal plate 104 side). そして、容器101内で被エッチング部が30mm×30mmとなるように、電解液中に浸した。 Then, as the etched portion in the container 101 is 30 mm × 30 mm, was immersed in the electrolyte. ここで、試験片と金属板104とは50mm離して保持されていて、印加電解が1A/dcm となるように電圧を自動調整しながら、30分間連続印加することで、電解エッチングを行った。 Here, the test piece and the metal plate 104 is held apart 50 mm, while automatically adjusting the voltage so applied electrolyte is 1A / dcm 2, by continuous application for 30 minutes, it was subjected to electrolytic etching . なお、DC電源102として、低リップルノイズ型電源(菊水電気製PBX20−5)を用いた。 As DC power source 102, using a low ripple noise power sources (Kikusui electrical steel PBX20-5).

[比較例1] [Comparative Example 1]
電解液には、メタノールを溶媒として用いて、塩化リチウムを溶媒100mlに対して10gの割合で溶解させたものを用いた。 The electrolyte solution, with methanol as a solvent, was used as the lithium chloride was dissolved in the solvent 100ml at a rate of 10g. それ以外は、実施例と同条件である。 Otherwise, a same condition as Example.

[比較例2] [Comparative Example 2]
電解液には、水を溶媒として用いて、塩化リチウムを溶媒100mlに対して10gの割合で溶解させたものを用いた。 The electrolytic solution using water as a solvent, was used as the lithium chloride was dissolved in the solvent 100ml at a rate of 10g. それ以外は、実施例と同条件である。 Otherwise, a same condition as Example.

[比較例3] [Comparative Example 3]
電解液には、エタノールを溶媒として用いて、塩化リチウムを溶媒100mlに対して10gの割合で溶解させたものを用いた。 The electrolytic solution, using ethanol as a solvent, was used as the lithium chloride was dissolved in the solvent 100ml at a rate of 10g. それ以外は、実施例と同条件である。 Otherwise, a same condition as Example.

[比較例4] [Comparative Example 4]
試験片に対して電解エッチングを施さないものを用いた。 Was used not subjected to electrolytic etching on specimens. それ以外は、実施例と同条件である。 Otherwise, a same condition as Example.

[評価方法1] [Evaluation Method 1]
実施例及び比較例1〜3で電解エッチングされた試験片の表面状態を比較した。 Comparing the surface condition of the test piece was electrolytically etched in Examples and Comparative Examples 1-3. 図5〜7は、それぞれ比較例1,2、実施例の方法で電解エッチングされた試験片の表面状態を示す拡大写真である。 5-7, respectively Comparative Examples 1 and 2 is an enlarged photograph showing the surface state of the electrolytic etched specimens by the method of Example. 図5〜7において、(a)は100倍の拡大図、(b)は1000倍の拡大図である。 In FIG. 5 to 7, (a) is 100 times enlargement, an enlarged view (b) is a 1000-fold. なお、比較例3においては、エッチング電流が確認することができず、試験片の表面にもエッチングによる変形も発生しなかったため、図示を省略した。 In the Comparative Example 3 can not etching current is confirmed, because did not even occur deformation by etching the surface of the test piece, not shown.

比較例1による試験片の表面は、全体的にエッジがシャープな突形のエッチング面となっている(図5参照)。 The surface of the test piece according to Comparative Example 1, the overall edge has become etched surface of the sharp protrusion (see FIG. 5). また、エッチングは試験片の最表面のみに生じ、表面を増大させるような厚さ方向への特異なエッチング分布も生じていない。 The etching occurs only on the outermost surface of the test piece, also does not occur peculiar etch distribution in the thickness direction as to increase the surface.

比較例2による試験片の表面には、試験片の表面上に不均一に複数の孔が発生している(図6参照)。 On the surface of the test piece according to Comparative Example 2, unevenly plurality of holes on the surface of the test piece has occurred (see FIG. 6). しかし、孔の間隔は0.5〜2.0cmと極めて広いものであった。 However, the spacing of the holes was extremely broad and 0.5~2.0Cm. また、孔が発生した場所は優先的にエッチングされるため、電解エッチング時間を延長しても、孔が局在化するのみであり、エッチング時間の延長によって孔の生成密度を高くすることはできなかった。 Furthermore, since the place where the hole is generated is preferentially etched, even by extending the electrolytic etching time, holes are only localized, it can increase the formation density of the pores by an extension of the etching time There was no.

比較例3の試験方法では、最大印加電圧20Vを印加してもエッチング電流を確認することができず、試験片の表面にはエッチングでの変形が発生しなかった。 In the method of testing Comparative Example 3, even if maximum applied voltage 20V is not possible to confirm the etching current, variations in the etching did not occur on the surface of the test piece.

実施例の試験方法では、印加電圧約8Vで1.0A/dcm のエッチング電流が得られ、電解エッチングが実施可能となった。 In the test method of Example, the etching current 1.0A / dcm 2 was obtained at an applied voltage of about 8V, electrolytic etching becomes feasible. これにより、試験片の表面には、比較例1〜3と比較しても飛躍的に、その全面にわたって多数の孔が形成されたことがわかる(図7参照)。 Thus, the surface of the test piece, dramatically even compared with Comparative Examples 1 to 3, it can be seen that the number of holes over the entire surface is formed (see FIG. 7). これらの孔は、厚さ方向についても全体に広く分布されている。 These holes are widely distributed throughout also the thickness direction. また、目視によって貫通孔が形成されていることが確認された。 Further, that through-holes are formed by visual was confirmed.

このように比較例1〜3、実施例から、孔の形状や分布態様は電解液の溶媒に大きく影響されることがわかる。 Thus Comparative Examples 1 to 3, from the examples, the shape and distribution aspects of the holes is seen to be greatly affected by the solvent of the electrolytic solution. 特に、実施例で用いた電解液(エタノールと水とを溶媒として、塩化リチウムを溶質とした電解液)を用いると、ステンレス綱系材料の表面全体にわたって高密度に多数の孔が形成されることがわかる。 In particular, (as a solvent of ethanol and water, lithium chloride electrolyte solution and solute) electrolyte solution used in Example Using, a large number of holes at a high density over the entire surface of the stainless steel-based material is formed It is seen.

[評価方法2] [Evaluation Method 2]
実施例で作成した試験片と、比較例4で作成した試験片をそれぞれ10mm×30mm片に5片ずつ切り出し、触媒活性成分を担持させた。 A test piece prepared in Example, cut five pieces of test piece produced in Comparative Example 4 each 10 mm × 30 mm pieces was supported catalytically active component.
具体的には、まず、触媒活性成分としてPd/ZnOを、増粘剤としてヒドロキシプロピルセルロースを、溶媒として、0.9M酢酸亜鉛二水和物/2−メトキシエタノール溶媒を用いた。 Specifically, first, the Pd / ZnO as the catalytically active ingredient, the hydroxypropyl cellulose as a thickener, as a solvent, using 0.9M zinc acetate dihydrate / 2-methoxyethanol solvent. 触媒活性成分、増粘剤、溶媒の混合割合は、1.0:0.1:10(重量比)とした。 Catalytically active component, a thickener, the mixing ratio of the solvent is 1.0: 0.1: was 10 (weight ratio). この混合液(触媒コーディング液)をディップコーディング法で各試験片に塗布し、その後、乾燥、焼成を行った。 The mixture (catalyst coding solution) was applied to each test piece by dipping coding method, then dried and fired. ディップコーディング法の引き上げ速度は0.1cm/sec、30分間の自然乾燥工程を経た後、350℃で1時間の焼成処理を実施した。 After pulling speed of the dip coding method in which after the natural drying of 0.1 cm / sec, 30 minutes to conduct the calcination for 1 hour at 350 ° C.. 触媒活性成分の付着量は、触媒塗布工程前後での試験片の重量を厳密に測定し、比較することで触媒付着量を求めた。 Adhesion amount of catalytically active components, the catalyst coating process strictly measuring the weight of the test piece before and after to determine the catalyst adhering amount by comparison.

表1は、各試験片の触媒重量(触媒塗布後重量−触媒塗布前重量)、触媒付着面積、触媒付着量を示す表である。 Table 1, the catalyst weight of each specimen (after catalytic coating weight - catalyst coating weight before) is a table showing the catalyst adhesion area, the catalytic coating weight. この図8から、触媒付着量の平均値を算出すると、比較例4では1.132mg/cm となるが、実施例では1.386mg/cm となり、実施例の方が2割程度付着量が増加したことがわかった。 From FIG. 8, when calculating the average of the catalyst coating weight, but a 1.132mg / cm 2 in Comparative Example 4, next 2 1.386mg / cm in the embodiment, it is about 20% coating weight of Example There was found to have increased.

[評価方法3] [Evaluation Method 3]
実施例と比較例4の試験片について、触媒活性成分の付着力を評価するため、触媒塗布面に対しエアーブロー照射試験を実施した。 The test piece of Comparative Example 4 and Example, in order to evaluate the adhesion of the catalytically active ingredient, were performed air blow irradiation test to catalyst coated surface. エアーブロー照射試験は、高圧窒素ボンベからレギュレータにより0.5MPaの圧力となるよう調整された乾燥窒素を、口径0.3mmφのエアーガン口から、3cmはなれた触媒塗布済み試験片へと照射することにより実施した。 Air blow irradiation test, dry nitrogen is adjusted to be pressure 0.5MPa by the regulator from high-pressure nitrogen cylinder, the air gun inlet aperture 0.3 mm, by irradiating to 3cm apart catalyst-coated specimens Carried out. 試験片の一端はクランプにより固定され、正立状態で10秒間照射した。 One end of the specimen is fixed by a clamp, and irradiated with upright state for 10 seconds. その結果、比較例4においては、0.5mm から3mm 程度の触媒活性成分の塊が複数剥がれた痕跡が確認されたのに対して、実施例の試験片からは触媒活性成分の剥離は確認されなかった。 As a result, in Comparative Example 4, relative to the 0.5 mm 2 the traces of mass was more peeling of 3 mm 2 approximately of the catalytic active component is confirmed, the release of catalytically active components from the test piece of Example It was not confirmed.

本実施形態に係る反応器の概略構成を示す分解斜視図である。 It is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a reactor according to the present embodiment. 本実施形態に係るステンレス綱系材料の処理工程で用いられるエッチング装置の概略構成を示す概念図である。 A schematic configuration of an etching apparatus used in the process of stainless steel material according to the present embodiment is a conceptual diagram showing. 電解エッチングによって触媒活性成分が担持された仕切板を示す断面図である。 Catalytically active component by electrolytic etching is a sectional view showing a partition plate supported. 図1の反応器を利用した燃料電池装置を備える電子機器の概略構成を示したブロック図である。 It is a block diagram illustrating a schematic configuration of an electronic device including a fuel cell device utilizing a reactor of Figure 1. 比較例1による試験片の表面状態を示す電子顕微鏡写真であり、(a)は100倍の拡大画像、(b)は1000倍の拡大画像である。 Are electron micrographs showing the surface condition of the test piece according to Comparative Example 1, a (a) is 100 times the enlarged image, (b) is 1000 times the enlarged image. 比較例2による試験片の表面状態を示す電子顕微鏡写真であり、(a)は100倍の拡大画像、(b)は1000倍の拡大画像である。 Are electron micrographs showing the surface condition of the test piece according to Comparative Example 2, a (a) is 100 times the enlarged image, (b) is 1000 times the enlarged image. 実施例による試験片の表面状態を示す電子顕微鏡写真であり、(a)は100倍の拡大画像、(b)は1000倍の拡大画像である。 Are electron micrographs showing the surface condition of the test piece according to Example a (a) is 100 times the enlarged image, (b) is 1000 times the enlarged image.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 反応器 7 触媒領域(一部の領域) 1 reactor 7 catalytic region (partial region)
11〜17 仕切板(触媒) 11-17 partition plate (catalyst)
70 流路 71 触媒活性成分 103 ステンレス綱系材料(触媒担持体) 70 the passage 71 catalytically active component 103 stainless steel material (catalyst support)
105 電解液 201 燃料電池装置 205 改質器(反応器) 105 electrolyte 201 fuel cell system 205 a reformer (reactor)
208 一酸化炭素除去器(反応器) 208 carbon monoxide remover (reactor)
215 燃焼器(反応器) 215 combustor (reactor)
218 燃料電池 300 電子機器 303 電子機器本体 218 fuel cell 300 the electronic device 303 the electronic device body

Claims (7)

  1. 少なくとも水とエタノールを含有する混合液を溶媒とし、塩化リチウムを溶質とする電解液を用いて、ステンレス鋼系材料の少なくとも一部の領域を電解エッチングする工程を含み、前記溶媒中の前記水の割合が0.2〜0.8の範囲内であることを特徴とするステンレス鋼系材料の処理方法。 At least mixture containing water and ethanol as a solvent and using an electrolytic solution of lithium chloride as a solute, seen including a step of electrolytic etching at least a portion of the area of the stainless steel material, the water of the solvent method of processing stainless steel based material, wherein the ratio of in the range of 0.2 to 0.8.
  2. 請求項に記載のステンレス鋼系材料の処理方法において、 In the processing method of the stainless steel-based material according to claim 1,
    前記電解エッチングする工程の後に、前記ステンレス鋼系材料の前記領域に触媒活性成分を担持する工程を含むことを特徴とするステンレス鋼系材料の処理方法。 Wherein after the step of electrolytic etching method for processing stainless steel based material which comprises a step of supporting the catalyst active component in the region of the stainless steel-based material.
  3. 請求項記載のステンレス鋼系材料の処理方法において、 In the processing method of the stainless steel material according to claim 2,
    前記電解エッチングする工程の後に、前記触媒活性成分を担持させる前に、前記ステンレス鋼系材料を硝酸溶液に浸漬する工程を含むことを特徴とするステンレス鋼系材料の処理方法。 Wherein after the step of electrolytic etching, prior to supporting the catalytically active component, the processing method of the stainless steel-based material, which comprises a step of immersing the stainless steel material in nitric acid solution.
  4. 請求項又は記載のステンレス鋼系材料の処理方法において、 In the processing method of the stainless steel-based material according to claim 2 or 3,
    前記電解エッチングする工程の後に、前記触媒活性成分を担持させる前に、前記ステンレス鋼系材料を熱処理する工程を含むことを特徴とするステンレス鋼系材料の処理方法。 Wherein after the step of electrolytic etching, prior to supporting the catalytically active component, the processing method of the stainless steel-based material, which comprises a step of heat treating the stainless steel-based material.
  5. 請求項1〜 のいずれか一項に記載の処理方法により処理されたことを特徴とするステンレス鋼系材料。 Stainless steel-based material characterized in that it has been processed by the processing method according to any one of claims 1-4.
  6. 反応物が流れる流路を形成する基体を備え、 A base body forming a flow passage reactant flow,
    前記基体は、少なくとも水とエタノールとを含有する混合液を溶媒とし、塩化リチウムを溶質とする電解液を用いて、少なくとも一部の領域が電解エッチングされ、当該領域に触媒活性成分が担持されたステンレス鋼系材料を含み、前記溶媒中の前記水の割合が0.2〜0.8の範囲内であることを特徴とする反応器。 Said substrate is at least mixture containing water and ethanol as a solvent and using an electrolytic solution of lithium chloride as a solute, at least a portion of the region is electrolytic etching, the catalytically active component is supported on the area stainless steel based material viewed including the reactor, wherein the ratio of said water in said solvent is in the range of 0.2 to 0.8.
  7. 請求項に記載の反応器である、燃料及び水の反応で水素を生成する改質器と、前記改質器で生成された水素と酸素との反応により電力を生成する燃料電池とを有することを特徴とする燃料電池装置。 Having a reactor according to claim 6, a reformer for generating hydrogen in the reaction of the fuel and water, and a fuel cell which generates electric power by reaction between the generated hydrogen and oxygen in the reformer fuel cell system, characterized in that.
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