カーボンエアロゲルの微細構造を利用した新規触媒の開発およびその活性評価

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560745
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: 池永 直樹 Kansai University, 環境都市工学部, 准教授 (20232209)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 俊光 関西大学, 環境都市工学部, 教授 (70026045) ; 堀河 俊英 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサィエンス研究部, 講師 (90380112)
• Keywords: カーボンエアロゲル / コバルト / 一酸化炭素 / 選択酸化

Research Abstract

燃料電池へ供給する水素は主に炭化水素の水蒸気改質によって製造されているが、炭化水素の改質ガスには微量の一酸化炭素が含まれており、そのまま燃料電池に供給ずると白金電極を被毒してしまうため、一酸化炭素を触媒を用いて酸化し二酸化炭素に転換する必要がある。この触媒には過乗珪に存在する水素を酸化することなく、微量の一酸化炭素のみを完全に酸化することが求められている。現在、Pt/Al_2O_3などの貴金属系触媒が用いられており、コスト等の課題が残されているため、より安価で高活性な触媒が求められている。
本研究では、比較的安価なCoを含浸法により担持したカーボンエアロゲル(CQ/CAG)が一酸化炭素の選択酸化に及ぼす影響を検討した。なお、比較として担体にカーボンブラック(CB)も用いた。
一酸化炭素の選択酸化反応は常圧固定床流通式反応装置を用いて250℃で行った。供給ガス組成はCO:6000 ppm、O_2:600Qppm、H_2:76%(N_2バランス)であった。
Co(3Wt%)/CBを用いて反応を行った場合、250℃においても一酸化炭素転化率42-3%、水素転化率13%となり、完全に一酸化炭素を酸化することはできなかった。一方、Co(3Wt9/。)/CAGを用いた場合、一酸化炭素転化率はほぼ100%となった。しかし、水素転化率が2.8%へと高くなり、このときメタンが生成していた。
今後、水素の転化率を低下させるためにもメタンの生成を抑制するための第三成分の添加を検討する必要がある。