| 研究実績の概要 |
本研究では、Ni触媒を用いたバイオエタノールやバイオガスの改質時に生じる炭素析出反応の抑制を目的とした新規触媒反応の開発を行った。本年度は、昨年度の検討結果を受けて、高い酸化物イオン伝導性を示すアルミン酸ランタン系化合物について、詳細に検討した。即ち、酸化物イオン欠陥量の異なる化合物（La1-xSrxAl1-xMgxO3-x, x= 0 - 0.15）を合成し、それらをNi触媒の担体に用いて、モデルバイオガス（CH4+CO2）改質性能を800℃で検討した。その結果、合成試料を担体に用いたすべての触媒は、90 %程度のCH4転化率を示し、その性能を24時間以上持続した。炭素析出量は母体であるLaAlO3に比べ、x= 0.05と0.10の担体を用いた触媒では炭素析出が抑制されたが、x= 0.15の担体を用いた触媒では炭素析出量が増加した。これは、酸化物イオン欠陥量が少ない場合には欠陥が効果的に作用したのに対し、欠陥量が多くなると、改質温度が高温であるため構造の安定性が低下し、欠陥の効果が十分に作用しなかったためと考えられた。
次に、改質時の還元雰囲気中で酸化物イオン欠陥を自ら作ると期待されるスズ含有チタン酸バリウム（BaTi1-xSnxO3, x= 0 - 1）を合成し、それらを使用済みニッケル水素電池負極材から回収したNi触媒の担体に用いて、モデルバイオガス改質性能を検討した。その結果、x= 0.2の資料を担体に用いた触媒が優れた性能を示し、二酸化炭素改質と水蒸気改質とが2対1の比で進行することが分かった。炭素析出反応は期待通りに抑制された。しかし、スズ含有量が増加すると担体から遊離するSnとNiとが反応するため、触媒性能が失われた。
以上の両研究結果より、少量の酸化物イオン欠陥を有するペロブスカイト系化合物担体は、Ni触媒を用いたバイオガス改質に有用であることが判明した。
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