JPH11244700A - 一酸化炭素転化触媒 - Google Patents
一酸化炭素転化触媒Info
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- JPH11244700A JPH11244700A JP10051927A JP5192798A JPH11244700A JP H11244700 A JPH11244700 A JP H11244700A JP 10051927 A JP10051927 A JP 10051927A JP 5192798 A JP5192798 A JP 5192798A JP H11244700 A JPH11244700 A JP H11244700A
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-
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- Industrial Gases (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温環境下で高活性、かつ耐熱性および耐久
性に優れている一酸化炭素転化触媒を提供すること。 【解決手段】 酸化銅、酸化亜鉛およびアルミナからな
る酸化物焼成体に、金属元素として表した場合に、セシ
ウムおよびストロンチウムからなる群から選択される金
属元素の少なくとも１種が含有されてなる一酸化炭素転
化触媒。
性に優れている一酸化炭素転化触媒を提供すること。 【解決手段】 酸化銅、酸化亜鉛およびアルミナからな
る酸化物焼成体に、金属元素として表した場合に、セシ
ウムおよびストロンチウムからなる群から選択される金
属元素の少なくとも１種が含有されてなる一酸化炭素転
化触媒。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一酸化炭素転化反応
のための触媒に関する。
のための触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】一酸化炭素と水蒸気との反応により水素
と二酸化炭素を生成する反応は、化学工業における重要
な反応であり、現在でもアンモニア合成プロセス、石油
化学プロセス、低カロリー都市ガス製造プロセス、リン
酸型燃料電池プロセスなどで水素製造の基幹反応として
広く使用されている。この反応は熱力学的には発熱反応
であるため低温ほど有利である。
と二酸化炭素を生成する反応は、化学工業における重要
な反応であり、現在でもアンモニア合成プロセス、石油
化学プロセス、低カロリー都市ガス製造プロセス、リン
酸型燃料電池プロセスなどで水素製造の基幹反応として
広く使用されている。この反応は熱力学的には発熱反応
であるため低温ほど有利である。
【０００３】工業的に使用されている一酸化炭素転化触
媒としては２種類あり、一つは鉄、クロム系で比較的高
温（３２０℃〜５１０℃）で用いられるため高温転化触
媒ともいわれている。もう一つは銅、亜鉛系触媒であ
り、これは耐熱性には劣るが比較的低温（１８０℃〜２
９０℃）で高活性を示すため低温転化触媒といわれてい
る。
媒としては２種類あり、一つは鉄、クロム系で比較的高
温（３２０℃〜５１０℃）で用いられるため高温転化触
媒ともいわれている。もう一つは銅、亜鉛系触媒であ
り、これは耐熱性には劣るが比較的低温（１８０℃〜２
９０℃）で高活性を示すため低温転化触媒といわれてい
る。
【０００４】炭化水素を原料とするリン酸型燃料電池で
は、電池燃料に用いられる水素の収率を高めるため、お
よび一酸化炭素による電池の被毒劣化を防止するため、
一酸化炭素転化触媒が用いられている。特に、電池の被
毒劣化を防止するためには、燃料水素中の一酸化炭素濃
度を１％未満（乾燥状態）まで下げる必要性があり、炭
化水素を原料とするリン酸型燃料電池においては、高活
性の銅、亜鉛系低温転化触媒が用いられるのが一般的で
ある。
は、電池燃料に用いられる水素の収率を高めるため、お
よび一酸化炭素による電池の被毒劣化を防止するため、
一酸化炭素転化触媒が用いられている。特に、電池の被
毒劣化を防止するためには、燃料水素中の一酸化炭素濃
度を１％未満（乾燥状態）まで下げる必要性があり、炭
化水素を原料とするリン酸型燃料電池においては、高活
性の銅、亜鉛系低温転化触媒が用いられるのが一般的で
ある。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来知
られている高活性の銅、亜鉛系転化触媒を、例えば燃料
電池プロセス中一酸化炭素転化工程等に適用し、反応速
度の遅い比較的低温（２００℃）で使用する場合、多く
の触媒量を必要とし、一酸化炭素転化器は大きな容積を
占めている。そのため一酸化炭素転化器の大きさが燃料
電池の小型化、低コスト化をはばんでいる。この問題は
燃料電池システムのみならずその他のアンモニア合成プ
ロセス、石油化学プロセス、低カロリー都市ガス製造プ
ロセス等にも同様に当てはまる問題である。係る問題の
一つの解決方法としては、触媒活性を向上させ、使用す
る触媒量を少なくすることである。したがって、燃料電
池はもちろん、その他種々のシステムの小型化、低コス
ト化の面からも触媒活性の向上が望まれている。
られている高活性の銅、亜鉛系転化触媒を、例えば燃料
電池プロセス中一酸化炭素転化工程等に適用し、反応速
度の遅い比較的低温（２００℃）で使用する場合、多く
の触媒量を必要とし、一酸化炭素転化器は大きな容積を
占めている。そのため一酸化炭素転化器の大きさが燃料
電池の小型化、低コスト化をはばんでいる。この問題は
燃料電池システムのみならずその他のアンモニア合成プ
ロセス、石油化学プロセス、低カロリー都市ガス製造プ
ロセス等にも同様に当てはまる問題である。係る問題の
一つの解決方法としては、触媒活性を向上させ、使用す
る触媒量を少なくすることである。したがって、燃料電
池はもちろん、その他種々のシステムの小型化、低コス
ト化の面からも触媒活性の向上が望まれている。
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであり、低温環境下でより高活性の一酸化炭素転化触
媒を提供することを目的とする。
のであり、低温環境下でより高活性の一酸化炭素転化触
媒を提供することを目的とする。
【０００６】本発明は、さらに上記特性に加え、耐熱性
に優れた一酸化炭素転化触媒を提供することを 目的と
する。
に優れた一酸化炭素転化触媒を提供することを 目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は酸化
銅、酸化亜鉛およびアルミナからなる酸化物焼成体に、
金属元素として表した場合に、セシウムまたはストロン
チウム金属元素の少なくとも１種が含有されてなる一酸
化炭素転化触媒に関する。
銅、酸化亜鉛およびアルミナからなる酸化物焼成体に、
金属元素として表した場合に、セシウムまたはストロン
チウム金属元素の少なくとも１種が含有されてなる一酸
化炭素転化触媒に関する。
【０００８】酸化銅、酸化亜鉛およびアルミナからなる
酸化物焼成体は既に知られているものを使用することが
でき、基本的に酸化銅が約２０〜約５０重量％、酸化亜
鉛が約２５〜約６０重量％およびアルミナが約５〜約３
０重量％含有されている構成をしている。
酸化物焼成体は既に知られているものを使用することが
でき、基本的に酸化銅が約２０〜約５０重量％、酸化亜
鉛が約２５〜約６０重量％およびアルミナが約５〜約３
０重量％含有されている構成をしている。
【０００９】本発明はそのよな焼成体に、金属元素とし
て表した場合に、セシウムおよびストロンチウムからな
る群から選択される金属元素の少なくとも１種、特に好
ましくはセシウムを含有させてなることを特徴としてい
る。
て表した場合に、セシウムおよびストロンチウムからな
る群から選択される金属元素の少なくとも１種、特に好
ましくはセシウムを含有させてなることを特徴としてい
る。
【００１０】それらの金属元素の含有量は、金属元素に
換算した値で、焼結体に対して約１〜約５重量％、好ま
しくは約１〜約４重量％、より好ましくは約２〜約３重
量％とする。
換算した値で、焼結体に対して約１〜約５重量％、好ま
しくは約１〜約４重量％、より好ましくは約２〜約３重
量％とする。
【００１１】本発明の一酸化炭素転化触媒の製造方法
は、特に限定されるものではないが、例えば以下のよう
にして製造することができる。
は、特に限定されるものではないが、例えば以下のよう
にして製造することができる。
【００１２】銅化合物（例えば硝酸銅、酢酸銅等）、お
よび亜鉛化合物（例えば硝酸亜鉛、酢酸亜鉛等）を含む
水溶液に水酸化アルミニウムを加え、その混合溶液を、
約６０℃程度に保ったアルカリ物質（例えば炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム等）の水溶液に攪拌下に滴下して沈
殿を生成させる。この沈殿を生成させる工程は、溶液を
加える順序を逆にして、すなわちアルカリ物質の水溶液
に銅化合物、亜鉛化合物および水酸化アルミニウムの混
合溶液を添加させてもよい。また水酸化アルミニウムは
アルカリ物質の溶液に加えておいて、この溶液と銅化合
物および亜鉛化合物を含む水溶液を添加混合して沈殿を
生成させてもよい。
よび亜鉛化合物（例えば硝酸亜鉛、酢酸亜鉛等）を含む
水溶液に水酸化アルミニウムを加え、その混合溶液を、
約６０℃程度に保ったアルカリ物質（例えば炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム等）の水溶液に攪拌下に滴下して沈
殿を生成させる。この沈殿を生成させる工程は、溶液を
加える順序を逆にして、すなわちアルカリ物質の水溶液
に銅化合物、亜鉛化合物および水酸化アルミニウムの混
合溶液を添加させてもよい。また水酸化アルミニウムは
アルカリ物質の溶液に加えておいて、この溶液と銅化合
物および亜鉛化合物を含む水溶液を添加混合して沈殿を
生成させてもよい。
【００１３】生成した沈殿物は充分に水で洗浄し、濾
過、乾燥する。次にこの乾燥物を２７０℃から４００℃
で焼成し、一旦、水でスラリーとする。得られたスラリ
ーを濾過、乾燥し、酸化銅−酸化亜鉛−酸化アルミニウ
ムの焼結体を得る。さらに、必要に応じて本発明の効果
を損なわない範囲で助剤（例えばグラファイト等）を加
えて所望の形状、大きさに成形し、本発明の触媒前駆焼
成体を得る。
過、乾燥する。次にこの乾燥物を２７０℃から４００℃
で焼成し、一旦、水でスラリーとする。得られたスラリ
ーを濾過、乾燥し、酸化銅−酸化亜鉛−酸化アルミニウ
ムの焼結体を得る。さらに、必要に応じて本発明の効果
を損なわない範囲で助剤（例えばグラファイト等）を加
えて所望の形状、大きさに成形し、本発明の触媒前駆焼
成体を得る。
【００１４】このようにして得られた前駆焼結体に、セ
シウムおよびストロンチウム化合物（例えば硝酸塩、炭
酸塩等）が、セシウムおよびストロンチウム金属元素で
換算して、焼結体に対して約１〜約５重量％、好ましく
は約１〜約４重量％、より好ましくは約２〜約３重量％
となるような量で含有される水溶液を全量に吸収させ
る。得られた金属塩吸収焼結体を乾燥、焼成して本発明
の一酸化炭素添加触媒を得る。この時、焼成は２７０〜
４００℃程度で行えばよい。
シウムおよびストロンチウム化合物（例えば硝酸塩、炭
酸塩等）が、セシウムおよびストロンチウム金属元素で
換算して、焼結体に対して約１〜約５重量％、好ましく
は約１〜約４重量％、より好ましくは約２〜約３重量％
となるような量で含有される水溶液を全量に吸収させ
る。得られた金属塩吸収焼結体を乾燥、焼成して本発明
の一酸化炭素添加触媒を得る。この時、焼成は２７０〜
４００℃程度で行えばよい。
【００１５】以上のようにして得られた本発明の一酸化
炭素転化触媒は、酸化銅−酸化亜鉛−アルミナ系一酸化
炭素転化触媒と同様に、予め水素還元して使用に供す
る。
炭素転化触媒は、酸化銅−酸化亜鉛−アルミナ系一酸化
炭素転化触媒と同様に、予め水素還元して使用に供す
る。
【００１６】触媒前駆焼成体の調製硝酸銅、硝酸亜鉛お
よび水酸化アルミニウムを１：１：０．３のモル比で含
有する混合水溶液を、約６０℃に保った炭酸ナトリウム
水溶液に攪拌下滴下し、沈殿を生ぜしめた。得られた沈
殿を充分に水で洗浄し、濾過、乾燥した。
よび水酸化アルミニウムを１：１：０．３のモル比で含
有する混合水溶液を、約６０℃に保った炭酸ナトリウム
水溶液に攪拌下滴下し、沈殿を生ぜしめた。得られた沈
殿を充分に水で洗浄し、濾過、乾燥した。
【００１７】乾燥した沈殿物を２７０℃で焼成し、一旦
水でスラリーとした後、濾過乾燥した。成形剤（グラフ
ァイト）を添加し、直径１／８インチ×長さ１／８イン
チの固体に成形した触媒前駆焼成体を得た。
水でスラリーとした後、濾過乾燥した。成形剤（グラフ
ァイト）を添加し、直径１／８インチ×長さ１／８イン
チの固体に成形した触媒前駆焼成体を得た。
【００１８】実施例１ 得られた触媒前駆焼成体を１ｍｍ〜２ｍｍに粉砕した。
粉砕焼成体１０ｇに対して２重量％のセシウムを含有す
る硝酸セシウム水溶液の全量を、該１０ｇの焼成体に全
量吸収させた。この硝酸セシウム吸収物を３００℃で焼
成して目的とする本発明の一酸化炭素転化触媒を得た。
粉砕焼成体１０ｇに対して２重量％のセシウムを含有す
る硝酸セシウム水溶液の全量を、該１０ｇの焼成体に全
量吸収させた。この硝酸セシウム吸収物を３００℃で焼
成して目的とする本発明の一酸化炭素転化触媒を得た。
【００１９】上記で得られた触媒を内径１０ｍｍの石英
製反応管に充填して、下記試験条件で一酸化炭素転化反
応を行った。
製反応管に充填して、下記試験条件で一酸化炭素転化反
応を行った。
【００２０】試験条件 触媒充填量： １ｍｌ 触媒活性化条件：２ｖｏｌ％Ｈ2／Ｎ2ガス３００ｍｌに
て２００℃で２時間還元 原料ガス組成： １１．５ｖｏｌ％ＣＯ、７．５
ｖｏｌ％ＣＯ2、０．７５ｖｏｌ％ＣＨ4、２２．８ｖｏ
ｌ％Ｈ2Ｏ、残りＨ2 原料ガス流量： ３３８ｍｌ／ｍｉｎ． ＧＨＳＶ： ２０２８０ｈ-1 圧力： 大気圧 温度： １７０℃ 結果を下記表１に示した。
て２００℃で２時間還元 原料ガス組成： １１．５ｖｏｌ％ＣＯ、７．５
ｖｏｌ％ＣＯ2、０．７５ｖｏｌ％ＣＨ4、２２．８ｖｏ
ｌ％Ｈ2Ｏ、残りＨ2 原料ガス流量： ３３８ｍｌ／ｍｉｎ． ＧＨＳＶ： ２０２８０ｈ-1 圧力： 大気圧 温度： １７０℃ 結果を下記表１に示した。
【００２１】実施例２ 触媒前駆焼成体に対して２重量％のセシウムを含有する
炭酸セシウム水溶液を吸収させた以外は、実施例１と同
様に触媒を得た。また得られた触媒を実施例１と同じ試
験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結果を表１に示
した。
炭酸セシウム水溶液を吸収させた以外は、実施例１と同
様に触媒を得た。また得られた触媒を実施例１と同じ試
験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結果を表１に示
した。
【００２２】実施例３ 触媒前駆焼成体に対して２重量％のセシウムを含有する
水酸化セシウム水溶液を吸収させた以外は、実施例１と
同様に触媒を得た。また得られた触媒を実施例１と同じ
試験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結果を表１に
示した。
水酸化セシウム水溶液を吸収させた以外は、実施例１と
同様に触媒を得た。また得られた触媒を実施例１と同じ
試験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結果を表１に
示した。
【００２３】実施例４ 触媒前駆焼成体に対して２重量％のストロンチウムを含
有する硝酸ストロンチウム水溶液を吸収させた以外は、
実施例１と同様に触媒を得た。また得られた触媒を実施
例１と同じ試験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結
果を表１に示した。
有する硝酸ストロンチウム水溶液を吸収させた以外は、
実施例１と同様に触媒を得た。また得られた触媒を実施
例１と同じ試験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結
果を表１に示した。
【００２４】実施例５ 触媒前駆焼成体に対して１重量％のセシウムを含有する
硝酸セシウム水溶液を吸収させた以外は、実施例１と同
様に触媒を得た。また得られた触媒を実施例１と同じ試
験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結果を表１に示
した。
硝酸セシウム水溶液を吸収させた以外は、実施例１と同
様に触媒を得た。また得られた触媒を実施例１と同じ試
験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結果を表１に示
した。
【００２５】実施例６ 触媒前駆焼成体に対して３重量％のセシウムを含有する
硝酸セシウム水溶液を吸収させた以外は、実施例１と同
様に触媒を得た。また得られた触媒を実施例１と同じ試
験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結果を表１に示
した。
硝酸セシウム水溶液を吸収させた以外は、実施例１と同
様に触媒を得た。また得られた触媒を実施例１と同じ試
験条件で一酸化炭素転化反応を行った。結果を表１に示
した。
【００２６】比較例１ 実施例１で得られた１ｍｍ〜２ｍｍに粉砕した焼成体
を、そのまま３００℃で焼成して触媒を得た。また得ら
れた触媒を実施例１と同じ試験条件で一酸化炭素転化反
応を行った。結果を表１に示した。
を、そのまま３００℃で焼成して触媒を得た。また得ら
れた触媒を実施例１と同じ試験条件で一酸化炭素転化反
応を行った。結果を表１に示した。
【００２７】
【表１】
【００２８】なお、一酸化炭素の転化率は、下記式によ
り算出した。
り算出した。
【数１】 上記式中、ＣＯoutは出口ＣＯ濃度、ＣＯ2outは出口Ｃ
Ｏ2の濃度、ＣＯinは入口ＣＯ濃度、ＣＯ2inは入口ＣＯ
2濃度を表す。
Ｏ2の濃度、ＣＯinは入口ＣＯ濃度、ＣＯ2inは入口ＣＯ
2濃度を表す。
【００２９】表１より本発明の触媒はＣＯ転化率が高い
ことがわかる。
ことがわかる。
【００３０】実施例７ 触媒前駆焼成体１０ｇに対して２重量％のセシウムを含
有する硝酸セシウム水溶液の全量を、該１０ｇの焼成体
に全量吸収させた。この硝酸セシウム吸収物を３００℃
で焼成して目的とする本発明の一酸化炭素転化触媒を得
た。
有する硝酸セシウム水溶液の全量を、該１０ｇの焼成体
に全量吸収させた。この硝酸セシウム吸収物を３００℃
で焼成して目的とする本発明の一酸化炭素転化触媒を得
た。
【００３１】上記で得られた触媒を内径３０ｍｍの石英
製反応管に充填して、下記試験条件で一酸化炭素転化反
応を行い、１時間後と１２６時間後のＣＯ転化率を測定
した。
製反応管に充填して、下記試験条件で一酸化炭素転化反
応を行い、１時間後と１２６時間後のＣＯ転化率を測定
した。
【００３２】試験条件 触媒充填量： ５ｍｌ 触媒活性化条件：２ｖｏｌ％Ｈ2／Ｎ2ガス１５００ｍｌ
にて２００℃で２時間還元 原料ガス組成： １２．１ｖｏｌ％ＣＯ、７．９ｖｏｌ
％ＣＯ2、０．７８ｖｏｌ％ＣＨ4、１７．２ｖｏｌ％Ｈ
2Ｏ、残りＨ2 原料ガス流量： １８６００ｍｌ／ｍｉｎ． ＧＨＳＶ： ２２３２００ｈ-1 圧力： 大気圧 温度： ３５０℃ 結果を下記表２に示した。
にて２００℃で２時間還元 原料ガス組成： １２．１ｖｏｌ％ＣＯ、７．９ｖｏｌ
％ＣＯ2、０．７８ｖｏｌ％ＣＨ4、１７．２ｖｏｌ％Ｈ
2Ｏ、残りＨ2 原料ガス流量： １８６００ｍｌ／ｍｉｎ． ＧＨＳＶ： ２２３２００ｈ-1 圧力： 大気圧 温度： ３５０℃ 結果を下記表２に示した。
【００３３】比較例２ 触媒前駆焼成体をそのまま触媒として用いた以外は、実
施例７と同じ試験条件により一酸化炭素転化反応を行っ
た。結果を表２に示す。
施例７と同じ試験条件により一酸化炭素転化反応を行っ
た。結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】表２より、本発明の触媒は高温環境下でも
良好なＣＯ転化率を維持でき、耐久性に優れたものであ
ることがわかる。
良好なＣＯ転化率を維持でき、耐久性に優れたものであ
ることがわかる。
【００３６】実施例８ 図１は本実施例で使用した１００ｋＷリン酸型燃料電池
発電システムの概略フロー構成図を示す。
発電システムの概略フロー構成図を示す。
【００３７】原燃料（都市ガス）１は一酸化炭素変成器
６ａより導かれる水素を主成分とする燃料ガスと適宜な
混合比に混合されて、脱硫器２に導入され付臭剤中の硫
黄が除去される。脱硫された原燃料１は混合器３で気水
分離器１８から生成した水蒸気と適宜の混合比で混合さ
れた後、水蒸気改質器５に導入され、水蒸気改質反応に
付されて水素を主成分とする燃料ガスに変換される。水
蒸気改質器５から排出される水素を主成分とする燃料ガ
スは、一酸化炭素変成器６ａに送られ、一酸化炭素含有
量を減少させるとともに水素含有量が高められる。この
一酸化炭素変成器６ａに本発明の一酸化炭素転化触媒６
ｂが充填されている。次いで、一酸化炭素変成器６ａか
ら排出された燃料ガスは、電池７の燃料極８に送られ、
空気ブロワー９より空気極１１に流入している空気１０
中の酸素と電気化学的反応を行い、その結果燃料ガスの
一部が消費されて電気エネルギーが得られ、水が副生す
る。なお、燃料極７から排出された燃料ガスは、バーナ
ー１２に送り、燃焼させて水蒸気改質器の加熱源として
利用する。
６ａより導かれる水素を主成分とする燃料ガスと適宜な
混合比に混合されて、脱硫器２に導入され付臭剤中の硫
黄が除去される。脱硫された原燃料１は混合器３で気水
分離器１８から生成した水蒸気と適宜の混合比で混合さ
れた後、水蒸気改質器５に導入され、水蒸気改質反応に
付されて水素を主成分とする燃料ガスに変換される。水
蒸気改質器５から排出される水素を主成分とする燃料ガ
スは、一酸化炭素変成器６ａに送られ、一酸化炭素含有
量を減少させるとともに水素含有量が高められる。この
一酸化炭素変成器６ａに本発明の一酸化炭素転化触媒６
ｂが充填されている。次いで、一酸化炭素変成器６ａか
ら排出された燃料ガスは、電池７の燃料極８に送られ、
空気ブロワー９より空気極１１に流入している空気１０
中の酸素と電気化学的反応を行い、その結果燃料ガスの
一部が消費されて電気エネルギーが得られ、水が副生す
る。なお、燃料極７から排出された燃料ガスは、バーナ
ー１２に送り、燃焼させて水蒸気改質器の加熱源として
利用する。
【００３８】本システムで使用された触媒は、以下の通
りである。直径１／４インチ×長さ１／８インチに成形
した以外は触媒前駆焼成体の調製と同様に作製し、触媒
前駆焼成体を調製し、３００℃で焼成した。得られた焼
成体をそのまま１５０リットルを用いて、図１に示す１
００ｋＷリン酸型燃料電池発電システムの一酸化炭素転
化反応器に充填した。、次いで１３Ａ都市ガスを原料と
して該燃料電池を運転し、定格負荷での一酸化炭素転化
反応器出口での一酸化炭素濃度を測定したところ０．６
１容量％（乾燥状態）であった。
りである。直径１／４インチ×長さ１／８インチに成形
した以外は触媒前駆焼成体の調製と同様に作製し、触媒
前駆焼成体を調製し、３００℃で焼成した。得られた焼
成体をそのまま１５０リットルを用いて、図１に示す１
００ｋＷリン酸型燃料電池発電システムの一酸化炭素転
化反応器に充填した。、次いで１３Ａ都市ガスを原料と
して該燃料電池を運転し、定格負荷での一酸化炭素転化
反応器出口での一酸化炭素濃度を測定したところ０．６
１容量％（乾燥状態）であった。
【００３９】一方、直径１／４インチ×長さ１／８イン
チに成形した以外は触媒前駆焼成体の調製と同様に作製
し、触媒前駆焼成体を得た。該焼成体に対して２重量％
のセシウムを含有する硝酸セシウム水溶液を焼成体に全
量吸収させ、この硝酸セシウム吸収物を３００℃で焼成
して本発明の一酸化炭素転化触媒を得た。得られた触媒
１２０リットルを用いて、１００ｋＷリン酸型燃料電池
用の一酸化炭素転化反応器に充填した。次いで１３Ａ都
市ガスを原料として該燃料電池を運転し、定格負荷での
一酸化炭素転化反応器出口での一酸化炭素濃度を測定し
たところ０．６０容量％であった。
チに成形した以外は触媒前駆焼成体の調製と同様に作製
し、触媒前駆焼成体を得た。該焼成体に対して２重量％
のセシウムを含有する硝酸セシウム水溶液を焼成体に全
量吸収させ、この硝酸セシウム吸収物を３００℃で焼成
して本発明の一酸化炭素転化触媒を得た。得られた触媒
１２０リットルを用いて、１００ｋＷリン酸型燃料電池
用の一酸化炭素転化反応器に充填した。次いで１３Ａ都
市ガスを原料として該燃料電池を運転し、定格負荷での
一酸化炭素転化反応器出口での一酸化炭素濃度を測定し
たところ０．６０容量％であった。
【００４０】以上から、本発明の触媒は、従来の触媒よ
りも少ない触媒量で従来の触媒と同等の性能が得られる
ことがわかる。
りも少ない触媒量で従来の触媒と同等の性能が得られる
ことがわかる。
【００４１】なお、上記フロー図中における、都市ガス
の組成、スチーム添加後のガス組成、改質器５で改質後
のガス組成、ＣＯ変成器６ａでの変成後のガス組成、未
反応ガス組成を表３に示した。
の組成、スチーム添加後のガス組成、改質器５で改質後
のガス組成、ＣＯ変成器６ａでの変成後のガス組成、未
反応ガス組成を表３に示した。
【００４２】
【表３】
【００４３】さらに本発明の触媒を充填したシステムで
運転した時のＣＯ変成器６ａにおける温度分布とＣＯ濃
度を触媒層長に対してプロットした図を図２に示す。
運転した時のＣＯ変成器６ａにおける温度分布とＣＯ濃
度を触媒層長に対してプロットした図を図２に示す。
【００４４】図２において温度分布はガス入り口付近で
入り口温度より上昇し約３５０℃近くまで達している。
これはＣＯ変成器６ａにおけるＣＯ転化反応が発熱反応
でありその時生じる熱による温度上昇を表している。そ
の後、温度が徐々に下がっているのは冷却水で熱交換し
ているためである。このように、燃料電池発電システム
に本発明の触媒を使用する場合、入口付近の触媒温度が
３５０℃にまで達するので、その温度に対する耐熱性が
要求されるのである。この耐熱性があることを実施例７
は示すものであり、本発明の触媒は燃料電池システムに
好適に使用できることが示されている。
入り口温度より上昇し約３５０℃近くまで達している。
これはＣＯ変成器６ａにおけるＣＯ転化反応が発熱反応
でありその時生じる熱による温度上昇を表している。そ
の後、温度が徐々に下がっているのは冷却水で熱交換し
ているためである。このように、燃料電池発電システム
に本発明の触媒を使用する場合、入口付近の触媒温度が
３５０℃にまで達するので、その温度に対する耐熱性が
要求されるのである。この耐熱性があることを実施例７
は示すものであり、本発明の触媒は燃料電池システムに
好適に使用できることが示されている。
【００４５】
【発明の効果】本発明の一酸化炭素転化触媒は低温環境
下で高活性である。また本発明の一酸化炭素転化触媒は
左記特性に加え、耐熱性および耐久性に優れている。
下で高活性である。また本発明の一酸化炭素転化触媒は
左記特性に加え、耐熱性および耐久性に優れている。
【図１】 実施例で使用した燃料電池発電システムの概
略フロー構成図。
略フロー構成図。
【図２】 ＣＯ変成器６ａにおける温度分布とＣＯ濃度
を触媒層長に対してプロットしたグラフ。
を触媒層長に対してプロットしたグラフ。
１：原燃料（都市ガス） ２：脱硫器 ３：混合器 ４：熱交換器 ５：水蒸気改質器 ６ａ：一酸化炭素変成器 ６ｂ：一酸化炭素転化触媒 ７：電池 ８：燃料極 ９：空気ブロワー １０：空気 １１：空気極 １２：バーナー １３：熱交換器 １４：凝縮器 １５：給水ライン １６：給水ポンプ １７：冷却水ポンプ １８：気水分離器
フロントページの続き (72)発明者 安田 征雄 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 張 華民 京都府京都市下京区中堂寺南町17 京都リ サーチパーク株式会社関西新技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化銅、酸化亜鉛およびアルミナからな
る酸化物焼成体に、金属元素として表した場合に、セシ
ウムおよび／またはストロンチウム金属元素が含有され
てなる一酸化炭素転化触媒。 - 【請求項２】 セシウムおよび／またはストロンチウム
金属元素が、酸化物焼成体に対して金属元素換算で１〜
５重量％含有されている請求項３記載の一酸化炭素転化
触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10051927A JPH11244700A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 一酸化炭素転化触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10051927A JPH11244700A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 一酸化炭素転化触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11244700A true JPH11244700A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12900520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10051927A Pending JPH11244700A (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 一酸化炭素転化触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11244700A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001078892A1 (en) * | 2000-04-19 | 2001-10-25 | Osaka Gas Co., Ltd. | Method for preparing catalyst for reforming methanol |
| JP2006223985A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 水性ガスシフト反応触媒 |
| JP2006239557A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 水性ガス転化反応用触媒 |
| JP2007313487A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 水性ガス転化反応用触媒及びそれを用いた水性ガス転化反応方法。 |
| JP2009241036A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 一酸化炭素転換触媒用組成物からなる一酸化炭素転換用触媒、それを用いた一酸化炭素除去方法 |
-
1998
- 1998-03-04 JP JP10051927A patent/JPH11244700A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001078892A1 (en) * | 2000-04-19 | 2001-10-25 | Osaka Gas Co., Ltd. | Method for preparing catalyst for reforming methanol |
| US6844292B1 (en) | 2000-04-19 | 2005-01-18 | Osaka Gas Co., Ltd. | Method for preparing catalyst for reforming methanol |
| JP2006223985A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 水性ガスシフト反応触媒 |
| JP2006239557A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 水性ガス転化反応用触媒 |
| JP2007313487A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 水性ガス転化反応用触媒及びそれを用いた水性ガス転化反応方法。 |
| JP2009241036A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 一酸化炭素転換触媒用組成物からなる一酸化炭素転換用触媒、それを用いた一酸化炭素除去方法 |
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