燃料電池の水素製造のための高性能メタノール改質触媒の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750721
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 岩佐 信弘 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30223374)
• Keywords: 水素製造 / メタノール水蒸気改質 / Cu-ZnO触媒 / Pd合金触媒 / 燃料電池

Research Abstract

メタノ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。
Cu/ZnO共沈触媒の前駆体構造による触媒特性の違いについて検討し以下の結果を得た。
沈殿剤のアルカリ水溶液の濃度、硝酸銅と硝酸亜鉛の混合水溶液の濃度や滴下速度を制御することにより、種々Cu/Zn比の異なる条件でaurichalcite、malachite、hydrozincite構造の前駆体を調製した。これらの前駆体を焼成、還元することにより得られたCu/ZnO触媒のメタノール水蒸気改質に対する特性評価を行い、aurichalcite構造の前駆体から調製した触媒が、他の構造の前駆体から調製した触媒よりも高い水素生成速度および熱安定性を示すことを見出した。
種々の8-10族遷移金属合金触媒を調製しメタノール水蒸気改質に対する特性評価を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の合金触媒を調整した。これらの合金触媒上で水蒸気改質を行い、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、選択率共に最も高い値を与えることを見出した。

Research Products

• [Publications] S. Fujita: "Dehydrogenation of ethanol over Cu/ZnO catalysts prepared from various coprecipitated precursors"Reaction Kinetics and Catalysis Letters. 73. 367-372 (2001)
• [Publications] N. Iwasa: "New catalytic functions of Pd and Pt catalysts for hydrogenolysis of methyl formate"Reaction Kinetics and Catalysis Letters. 74. 93-98 (2001)