燃料の予熱を必要としない低温着火用触媒の開発及びその特性についての検討

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650779
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 佐々木 一成 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (80322296)
• Keywords: 触媒燃焼 / パラジウム / 酸化スズ / 低温着火性 / 水蒸気被毒 / メタン酸化

Research Abstract

触媒燃焼は通常の火炎燃焼と比べ、thermal No_xや未燃炭化水素の発生を抑制でき、高い燃焼効率が得られることから、多くの熱機関への応用が期待されている。ガスタービンのような高温燃焼器でも、予熱燃焼器部分でのNO_x発生を抑制するため、低温着火用燃焼として高活性な燃焼触媒が必要とされる。一般に、Pd担持触媒は低温メタン燃焼に高い活性を示すが、水蒸気に強く被毒されることが知られている。本研究ではPd系メタン燃焼触媒についてメタン燃焼反応中の水蒸気による被毒の解析を行った。また、第三成分の添加による触媒活性の向上を期待し、Pd/SnO_2触媒に貴金属を添加した触媒を調製し、検討を行った。
メタン燃焼反応中に反応ガス中に水蒸気が存在することにより、Pd系燃焼触媒の触媒活性は低下した。水蒸気による被毒についての反応速度論的解析により、それぞれの燃焼触媒の水の吸着熱を求めた。水の吸着熱の値から、水に対する耐被毒性はPd/SnO_2≧Pd/Al_2O_3-36NiO>Pd/Al_2O_3という序列であることがわかった。また、Pd/SnO_2触媒に貴金属を添加することにより、触媒活性の向上が見られた。Rh, Ru, Ptの中で最もその効果を発揮したのはRhであった。Rhを添加することによりRhが助触媒的に働き、触媒活性が向上すると考えられる。