2001 Fiscal Year Annual Research Report
アルコール改質による水素製造のための酸化反応場の触媒設計
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13126202
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
荒井 正彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60125490)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩佐 信弘 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30223374)
藤田 進一郎 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80156869)
下川部 雅英 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40125323)
白井 誠之 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (70250850)
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| Keywords | エネルギー全般 / 科学工学 / 触媒・化学プロセス / 水素 / 燃料電池 |
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| Research Abstract |
酸化反応場でのアルコール改質による水素製造に対する高性能触媒の設計・開発のための基礎的知見を得ることを目的に、本年度は以下の研究を行った。
種々の8-10族遷移金属合金触媒の調製およびメタノール水蒸気改質に対するこれらの触媒の特性評価を酸素が共存しない条件で行い以下の結果を得た。
種々の8-10族遷移金属(Pd、Pt、Ni、Fe、Co)と金属Znの粉末を混練後、窒素気流中623Kで熱処理をすることにより、これらの遷移金属とZnの合金触媒を調製した。これらの合金触媒上で水蒸気改質を行い、活性および選択性が合金の種類により著しく異なることを明らかにした。すなわち、Pd-Zn合金およびPt-Zn合金上では高選択的に反応が進行するのに対し、Ni-Zn、Fe-Zn、Co-Zn合金上では反応は全く起こらないことを明らかにした。また、Pd-Zn合金が、水素生成速度、選択率ともに最も高い値を与えることを見出した。
Pd-Zn混練触媒の熱処理温度の効果を検討した結果、熱処理温度が低い条件ではPd3.9Zn6.1合金が生成すること、熱処理温度を上げるとこの合金がPdZn合金に変換されることを見出した。これら構造の異なる合金上で反応を行い、水蒸気改質の選択率は合金の構造にかかわらず高い値を示すが、水素生成速度は、PdZn合金がPd3.9Zn6.1合金よりも3-6倍大きいことを明らかにした。
今後、合金の高分散化による活性の向上を図るとともに酸化反応場における合金触媒の特性評価を行う計画である。
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[Publications] S.Fujita, N.Iwasa, H.Tani, W.Nomura, M.Arai, N.Takezawa: "Dehydrogenation of ethanol over Cu/ZnO catalysts prepared from various coprecipitated precursors"React.Kinet.Catal.Lett.. 73. 372-376 (2001)
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[Publications] N.Iwasa, M.Terasita, M.Nishikubo, M.Arai, N.Takezawa: "New catalytic functions of Pd and Pt catalyst for hydrogenolysis of methyl formate"React Kinet.Catal.Lett.. 74. 93-98 (2001)
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[Publications] N.Iwasa, N.Takezawa: "The new supported Pd and Pt alloy catalysts for steam reforming and dehydrogenation of Methanol"Topics in Catal.. (accepted).
