水素燃焼触媒及びその製造方法並びに水素燃焼方法(特許第4807536号)

13433[B01J:B01D:G21F]
国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構保有特許
出願番号2010-002025
水素燃焼触媒及びその製造方法並びに水素燃焼方法(特許第4807536号)
技術的特長
*有機化合物の性質を決める特定の原子の集まり(原子団)、又は結合様式
発明の効果
1.担体への疎水性具備、水分吸着抑制により、触媒層温度を低温状態のまま触媒活性を維持できる。
2.水素燃焼用各種機器、特に、水素同位体であるトリチウム(T)利用施設内で、このTを酸化させて水に
変換する触媒酸化反応器に有用である。
本特許の活用用途
水素燃焼の為の各種機器に適用可能であり、核融合炉(トリチウム除去設備)の他、高純度水素精製プラ
ント等、次世代エネルギー用水素製造設備、燃料電池等での活用が期待できる。
(1)電気・ガス等公益エネルギー産業 (2)自動車・燃料電池産業
(3)水素インフラ産業(水素ステーション等) (4)化学・製鉄プラント
(5)核融合プラント等トリチウム利用施設
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国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構
研究連携成果展開部
担体表面の疎水化処理により水分吸着を抑制し、
低温でも充分な触媒活性が保たれる
高純度水素精製プラント等に使用される水素燃焼触媒の製造において、触媒担体表面の水酸基を、疎水
性の官能基*を有する表面改質剤を用いて疎水化処理をした後、白金等触媒金属を担持(付着)させる。こ
れにより、水分の影響を受けず低温での触媒活性を維持できる。
更に詳しくは、次のような特許内容、特長を有しています。
13433[B01J:B01D:G21F]
特 許 内 容
従来の問題点
【表1】触媒の吸水性能
1.従来の触媒担体では活性のある白金を水の膜が
覆って水素拡散が阻害され、触媒活性が失われる
(失活)。
2.水分吸着抑制用の疎水性樹脂担体は、触媒反応
熱による発火の危険性や耐久性等の問題がある。
本特許の具体的内容
1.アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)等無機酸化物の触媒
担体を、炭素数3以下のアルキル基(-CnH2n+1)を有
する化合物*の溶液に浸漬し、担体表面の水酸基
を化合物中官能基で置換させて疎水処理を行う。
その後、白金・パラジウム等の触媒金属を担持さ
せる。
*トリメチルメトキシ(エトキシ・クロロ)シラン等の
無機質表面改質剤
2.触媒の吸水性能を示す【表1】より、実施例で製造
の触媒は、吸着量が著しく低減されており、触媒と
した後も疎水効果を保持している。
3.水素の分解(除去)性能を示す燃焼試験結果【表2】
から、実施例の疎水化処理を行った触媒は、優れ
た分解効率(触媒層通過前後の混合ガス中水素濃
度比)を発揮する。これは、反応生成水やガス中水
分の吸着抑制により触媒活性が維持されるため
である。
【表2】水素燃焼試験結果