(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物担体粉末に担持された活性触媒成分と、
前記酸化物担体粉末より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質と、
を含み、
前記高熱伝導性の物質は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、黒鉛及びカーボンブラックからなる群から選択された少なくとも一つである
ことを特徴とする、炭化水素改質触媒。
【請求項２】
前記酸化物担体粉末の表面積は、１０ｍ２／ｇ〜８００ｍ２／ｇであることを特徴とする、請求項１に記載の炭化水素改質触媒。
【請求項３】
前記高熱伝導性の物質の熱伝導性は、常温で１５Ｗｍ−１Ｋ−１〜６００Ｗｍ−１Ｋ−１であることを特徴とする、請求項１に記載の炭化水素改質触媒。
【請求項４】
前記酸化物担体粉末は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２及びＣｅＯ２からなる群から選択された少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１に記載の炭化水素改質触媒。
【請求項５】
前記酸化物担体粉末の含有量は、前記酸化物担体粉末及び前記高熱伝導性の物質の総質量を基準に１０質量％〜９０質量％であることを特徴とする、請求項１に記載の炭化水素改質触媒。
【請求項６】
前記高熱伝導性の物質の含有量は、前記酸化物担体粉末及び前記高熱伝導性の物質の総質量を基準に１０質量％〜９０質量％であることを特徴とする、請求項１に記載の炭化水素改質触媒。
【請求項７】
前記活性触媒成分は、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＰｄからなる群から選択された少なくとも一つの金属であることを特徴とする、請求項１に記載の炭化水素改質触媒。
【請求項８】
前記活性触媒成分の含有量は、前記炭化水素改質触媒の総質量を基準に０．１〜２０質量％であることを特徴とする、請求項１に記載の炭化水素改質触媒。
【請求項９】
（ａ）酸化物担体粉末及び前記酸化物担体粉末より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質を混合する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程の混合物に活性触媒成分を担持させる工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程の結果物を乾燥させる工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程の結果物を熱処理する工程と、
を含み、
前記高熱伝導性の物質は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、黒鉛及びカーボンブラックからなる群から選択された少なくとも一つである
ことを特徴とする、炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１０】
前記高熱伝導性の物質の平均粒径は、０．１μｍ〜５ｍｍであり、
前記酸化物担体粉末の平均粒径は、０．１μｍ〜５ｍｍである
ことを特徴とする、請求項９に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１１】
前記高熱伝導性の物質と前記酸化物担体粉末との混合質量比は、１：９〜９：１であることを特徴とする、請求項９に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１２】
前記混合物に前記活性触媒成分を担持させる工程は、蒸着沈殿法、共沈法、湿式含浸法、スパッタリング、気相グラフティング、液相グラフティングまたは初期含浸法によって行われることを特徴とする、請求項９に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１３】
前記乾燥工程は、１００℃〜１６０℃で３〜５時間行われることを特徴とする、請求項９に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１４】
前記熱処理工程は、５００℃〜７５０℃で２〜５時間行われることを特徴とする、請求項９に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１５】
（ａ）酸化物担体粉末に活性触媒成分を担持させる工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程の結果物を乾燥させる工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程の結果物と前記酸化物担体粉末より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質とを混合する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程の混合物を熱処理する工程と、
を含み、
前記高熱伝導性の物質は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、黒鉛及びカーボンブラックからなる群から選択された少なくとも一つである
ことを特徴とする、炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１６】
前記高熱伝導性の物質の平均粒径は、０．１μｍ〜５ｍｍであり、
前記酸化物担体粉末の平均粒径は、０．１μｍ〜５ｍｍである
ことを特徴とする、請求項１５に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１７】
前記高熱伝導性の物質と前記酸化物担体粉末との混合質量比は、１：９〜９：１であることを特徴とする、請求項１５に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１８】
前記混合物に前記活性触媒成分を担持させる工程は、蒸着沈殿法、共沈法、含浸法、スパッタリング、気相グラフティング、液相グラフティングまたは初期含浸法によって行われることを特徴とする、請求項１５に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項１９】
前記乾燥工程は、１００℃〜１６０℃で３〜５時間行われることを特徴とする、請求項１５に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項２０】
前記熱処理工程は、５００℃〜７５０℃で３〜５時間行われることを特徴とする、請求項１５に記載の炭化水素改質触媒の製造方法。
【請求項２１】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の炭化水素改質触媒を含むことを特徴とする、燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素改質触媒とその製造方法及び燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、メタノール、エタノール、天然ガスのような炭化水素系の物質内に含まれている水素及び酸素の化学エネルギーを直接的に電気エネルギーに変換させる発展システムである。
【０００３】
上記のような燃料電池システムは、基本的に、システムを構成するために燃料電池スタック、燃料処理装置（Ｆｕｅｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＦＰ）、燃料タンク、燃料ポンプなどを備える。スタックは、燃料電池の本体を形成し、膜電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）及びセパレータ（またはバイポーラ・プレート）からなる単位セルが数〜数十個で積層された構造を有する。
【０００４】
燃料ポンプは、燃料タンク内の燃料を燃料処理装置に供給し、燃料処理装置は、燃料を改質及び浄化して水素を発生させ、その水素をスタックに供給する。燃料電池スタックでは、水素を受けて酸素と電気化学的に反応させて電気エネルギーを発生させる。
【０００５】
燃料処理装置の改質器は、リホーミング触媒を利用して炭化水素を改質するが、炭化水素は、硫黄化合物を含む一方、リホーミング触媒は、硫黄化合物により被毒されやすいため、炭化水素を改質工程に供給する前に硫黄化合物を除去する必要がある。したがって、炭化水素は、改質工程に進入する前に脱硫工程を経る（図１参照）。
【０００６】
燃料処理装置では、図１に示すように、大きく脱硫工程、改質工程、及びＣＯ除去工程が行われ、またＣＯ除去工程は、高温シフト反応、低温シフト反応、及びＰＲＯＸ反応からなる。
【０００７】
改質工程の改質器は、リホーミング触媒を利用して炭化水素からなる燃料ガスを改質するが、改質工程は、炭化水素にスチーム（Ｈ２Ｏ）を吹き込んで下記反応式１のような反応を通じて水素を生産する工程である。
【０００８】
【化１】
0004837577.tif 000002
【０００９】
炭化水素の改質工程で起こる反応式１の反応は、多量の熱を必要とする吸熱工程である。したがって、改質反応は、熱の供給を必要とする反応であって、高温で触媒を使用して行われ、高い水素生成率を得るためには、ｉ）高い反応性、ｉｉ）反応に必要な熱を円滑に伝達できる高い熱伝導性を有する触媒が要求される。
【００１０】
従来、通常使用される炭化水素改質触媒は、上記のｉ）の条件、すなわち、高い反応性を有するところにその焦点が合わせられているが、一般的に、アルミナ、シリカなどの酸化物からなる触媒担持体を使用してこのような要求を満たしている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−０４７７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、さらに高いレベルの炭化水素の転換率を達成するためには、高い反応性及び高い熱伝導性を何れも満たす炭化水素改質触媒の開発が要求されている。
【００１３】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、反応性および熱伝導性に優れ、炭化水素の改質反応に必要な熱を円滑に伝達することが可能な、新規かつ改良された炭化水素改質触媒とその製造方法及び燃料処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、酸化物担体粉末に担持された活性触媒成分と、酸化物担体粉末より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質と、を含み、高熱伝導性の物質は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、黒鉛及びカーボンブラックからなる群から選択された少なくとも一つである炭化水素改質触媒が提供される。
【００１５】
上記の酸化物担体粉末の表面積は、１０ｍ２／ｇ〜８００ｍ２／ｇであってもよい。
【００１６】
上記の高熱伝導性の物質の熱伝導性は、常温で１５Ｗｍ−１Ｋ−１〜６００Ｗｍ−１Ｋ−１であってもよい。
【００１７】
上記の酸化物担体粉末は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２及びＣｅＯ２からなる群から選択された少なくとも一つであってもよい。
【００１９】
上記の酸化物担体粉末の含有量は、酸化物担体粉末及び高熱伝導性の物質の総質量を基準に、１０質量％〜９０質量％であってもよい。
【００２０】
上記の高熱伝導性の物質の含有量は、酸化物担体粉末及び高熱伝導性の物質の総質量を基準に、１０質量％〜９０質量％であってもよい。
【００２１】
上記の活性触媒成分は、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＰｄからなる群から選択された少なくとも一つの金属であってもよい。
【００２２】
上記の活性触媒成分の含有量は、炭化水素改質触媒の総質量を基準に、０.１〜２０質量％であってもよい。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、（ａ）酸化物担体粉末及び酸化物担体粉末より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質を混合する工程と、（ｂ）（ａ）工程の混合物に活性触媒成分を担持させる工程と、（ｃ）（ｂ）工程の結果物を乾燥させる工程と、（ｄ）（ｃ）工程の結果物を熱処理する工程と、を含み、高熱伝導性の物質は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、黒鉛及びカーボンブラックからなる群から選択された少なくとも一つである炭化水素改質触媒の製造方法が提供される。
【００２４】
上記の高熱伝導性の物質の平均粒径は、０．１μｍ〜５ｍｍであり、酸化物担体粉末の平均粒径は、０．１μｍ〜５ｍｍであってもよい。
【００２５】
上記の高熱伝導性の物質と酸化物担体粉末との混合質量比は、１：９〜９：１であってもよい。
【００２６】
上記の混合物に活性触媒成分を担持させる工程は、蒸着沈殿法、共沈法、湿式含浸法、スパッタリング、気相グラフティング、液相グラフティングまたは初期含浸法によって行われてもよい。
【００２７】
上記の乾燥工程は、１００℃〜１６０℃で３〜５時間行われてもよい。
【００２８】
上記の熱処理工程は、５００℃〜７５０℃で２〜５時間行われてもよい。
【００２９】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、（ａ）酸化物担体粉末に活性触媒成分を担持させる工程と、（ｂ）（ａ）工程の結果物を乾燥させる工程と、（ｃ）（ｂ）工程の結果物と酸化物担体粉末より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質とを混合する工程と、（ｄ）（ｃ）工程の混合物を熱処理する工程と、を含み、高熱伝導性の物質は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、黒鉛及びカーボンブラックからなる群から選択された少なくとも一つである炭化水素改質触媒の製造方法が提供される。
【００３０】
上記の高熱伝導性の物質の平均粒径は、０．１μｍ〜５ｍｍであり、酸化物担体粉末の平均粒径は、０．１μｍ〜５ｍｍであってもよい。
【００３１】
上記の高熱伝導性の物質と酸化物担体粉末との混合質量比は、１：９〜９：１であってもよい。
【００３２】
上記の混合物に活性触媒成分を担持させる工程は、蒸着沈殿法、共沈法、含浸法、スパッタリング、気相グラフティング、液相グラフティングまたは初期含浸法によって行われてもよい。
【００３３】
上記の乾燥工程は、１００℃〜１６０℃で３〜５時間行われてもよい。
【００３４】
上記の熱処理工程は、５００℃〜７５０℃で３〜５時間行われてもよい。
【００３５】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、上記の炭化水素改質触媒を含む燃料処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る炭化水素改質触媒は、反応性に優れ、かつ熱伝導性に優れるので、炭化水素の改質反応に必要な熱を円滑に伝達し、高い水素生成率が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３８】
本発明の第１の実施形態に係る炭化水素改質触媒は、酸化物担体に担時された活性触媒成分及び酸化物担体より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質を含む。
【００３９】
本実施形態に係る炭化水素改質触媒は、このように、炭化水素改質触媒に要求される高反応性を満たすために、活性触媒成分を分散させるための酸化物担体を含むだけでなく、反応に必要な熱を円滑に伝達できる高い熱伝導性を満たすために、高い熱伝導性を有する物質を含む。
【００４０】
したがって、酸化物担体及び高い熱伝導性を有する物質を適当な割合で混合して、使用用途に合う形状及びサイズに炭化水素改質触媒を製造し、反応性及び熱伝導性を容易に調節できる。
【００４１】
図２及び図３には、従来の炭化水素改質触媒粒子及び本実施形態に係る炭化水素改質触媒粒子の構造についての概略的な模型図を示す。
【００４２】
図２に示すように、従来の炭化水素改質触媒は、一定のサイズ及び形状を有する酸化物成形体の表面に反応性を有する粉末状の触媒金属をコーティングした構造、いわゆる、コア・アンド・シェルタイプの構造を有し、この場合、反応に必要な熱伝逹が容易ではないという問題点があった。
【００４３】
一方、図３に示すように、本実施形態に係る炭化水素改質触媒は、酸化物担体の粉末と高い熱伝導性を有する物質とを混合及び成形して製造されることによって、反応性に優れるだけでなく、熱伝逹のさらに容易な形態を有する。
【００４４】
望ましくは、酸化物担体は、高い表面積を有する多孔性構造の酸化物担体であって、その表面積は、例えば１０ｍ２／ｇ〜８００ｍ２／ｇである。酸化物担体の表面積が１０ｍ２／ｇ未満である場合には、担持される活性触媒成分の分散程度が低すぎて、十分な触媒反応性が得られないという問題点があり、８００ｍ２／ｇを超える場合には、機械的な物性が劣化するという問題点があって望ましくないためである。
【００４５】
また、高い熱伝導性を有する物質の熱伝導性は、常温で１５Ｗｍ−１Ｋ−１〜６００Ｗｍ−１Ｋ−１であることが望ましい。物質の熱伝導性が１５Ｗｍ−１Ｋ−１未満である場合には、酸化物担体より熱伝導性が低いため、反応効率の向上に寄与する効果が小さいという問題点があり、６００Ｗｍ−１Ｋ−１を超える場合には、熱伝導性がそれ以上に高まっても、それによる効果が伴わないという問題点があって望ましくない。
【００４６】
上記の条件を満たす酸化物担体の具体的な例としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２及びＣｅＯ２からなる群から選択された少なくとも一つが挙げられるが、これらに制限されるものではない。
【００４７】
また、上記の条件を満たす高熱伝導性の物質の具体的な例としては、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＭｏなどの高熱伝導性の金属物質及び黒鉛、カーボンブラックなどの高熱伝導性の炭素系物質からなる群から選択された少なくとも一つが挙げられるが、これに制限されるものではない。
【００４８】
一方、酸化物担体の含有量は、酸化物担体及び高熱伝導性の物質の総質量を基準に、１０質量％〜９０質量％であり、高熱伝導性の物質の含有量は、酸化物担体及び高熱伝導性の物質の総質量を基準に、１０質量％〜９０質量％であることが望ましい。上記の範囲を逸脱して高熱伝導性の物質の含有量が多すぎれば、相対的に活性触媒成分が担持された酸化物担体の含有量が減少することによって、全体反応効率が低下し、上記範囲を逸脱して酸化物担体の含有量が多すぎれば、相対的に高熱伝導性の物質の含有量が少なくて触媒の熱伝導度が低下するので、全体的な反応効率が低下するという問題点があって望ましくない。
【００４９】
上記の活性触媒成分、すなわち、触媒金属としては、燃料ガスの改質反応に対して活性のある触媒金属として遷移金属であることが望ましく、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）及びパラジウム（Ｐｄ）からなる群から選択された少なくとも一つの金属が例として挙げられるが、これに制限されるものではない。
【００５０】
上記の活性触媒成分の含有量は、炭化水素改質触媒の総質量を基準に、０.１〜２０質量％であることが望ましい。活性触媒成分の含有量が０.１質量％未満である場合には、炭化水素の改質反応において十分な反応効率が得られないという問題点があり、２０質量％を超える場合にも、かえって担持触媒量に対比して十分な反応効率が得られないという問題点があって望ましくない。
【００５１】
以下、本実施形態に係る炭化水素改質触媒の製造方法について詳細に説明する。本実施形態では、炭化水素改質触媒を製造するために大きく２態様の製造方法を提供し、図４及び図５には、このような２態様の製造方法についての概略的な工程図が示されている。
【００５２】
図４によれば、本実施形態の一態様に係る炭化水素改質触媒の製造方法は、（ａ）酸化物担体及び酸化物担体より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質を混合する工程と、（ｂ）（ａ）工程の混合物に活性触媒成分を担持させる工程と、（ｃ）（ｂ）工程の結果物を乾燥させる工程と、（ｄ）（ｃ）工程の結果物を熱処理する工程と、を含む。
【００５３】
まず、（ａ）酸化物担体及び酸化物担体より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質を混合する工程を行う。
【００５４】
混合工程は、高熱伝導性の物質及び酸化物担体を機械的攪拌器などを使用して混合することによって行われ、高熱伝導性の物質の熱伝導性及び酸化物担体の表面積及び具体的な例は前述した通りである。
【００５５】
また、混合される高熱伝導性の物質の平均粒径は、例えば０.１μｍ〜５ｍｍであり、酸化物担体の平均粒径は、例えば０.１μｍ〜５ｍｍであることが望ましい。
【００５６】
高熱伝導性の物質及び酸化物担体の平均粒径が０.１μｍ以下である場合、成形された触媒の内部に炭化水素燃料及び反応生成物の出入りが容易でないという問題点があって望ましくなく、平均粒径が５ｍｍ以上である場合は、高熱伝導性の物質と酸化物担体との接触面積が減って、最終の触媒の熱伝導性が向上する効果が低下するという問題点があって望ましくない。
【００５７】
一方、高熱伝導性の物質と酸化物担体との混合質量比は、前述したように、例えば１：９〜９：１の範囲であってもよい。
【００５８】
次いで、上記の混合物に活性触媒成分を担持させる工程を行うが、これは、従来に知られた多様な方法を利用できる。すなわち、蒸着沈殿法、共沈法、湿式含浸法、スパッタリング、気相グラフティング、液相グラフティング、初期含浸法など、当業界に知られた多様な方法を利用することが可能であり、特に、初期含浸法または湿式含浸法を利用することが最も望ましい。ただし、液体が媒介されない担持方法を利用する場合には、後述する乾燥工程は省略されてもよい。
【００５９】
例えば、含浸法による場合、高熱伝導性の物質と酸化物担体との混合物に活性触媒成分の前駆体溶液を添加して均一に混合するが、例えば、活性触媒成分がＰｔである場合には、このようなＰｔ前駆体としてＰｔ（ＮＨ３）４（ＮＯ３）２などが水またはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールのようなアルコール系溶媒に溶解された前駆体溶液を使用できる。混合方法は、特別に限定されず、例えば、４０℃〜８０℃で１時間〜１２時間攪拌する方法であってもよい。
【００６０】
次いで、上記の混合溶液を乾燥させる工程を行い、望ましくは、乾燥工程は、１００℃〜１６０℃で３〜５時間行われる。
【００６１】
最終的に、上記の乾燥物を５００℃〜７５０℃で２〜５時間熱処理することによって、ペレット化された炭化水素改質触媒を製造できるが、熱処理温度が５００℃より低ければ、触媒の結晶構造が良好に形成されず、７５０℃より高ければ、担持された金属のサイズが大きくなって反応活性を低下させるという問題点があり、塑性時間が２時間より短ければ、触媒の結晶構造が十分に形成されず、５時間より長ければ、不要な時間をさらに消費して経済的に不利であるという問題点があって望ましくない。熱処理雰囲気は、空気雰囲気でもよく、特別に制限されない。
【００６２】
本実施形態では、炭化水素改質触媒のさらに他の製造方法を提供し、図５によれば、本実施形態の他の態様に係る炭化水素改質触媒の製造方法は、（ａ）酸化物担体に活性触媒成分を担持させる工程と、（ｂ）（ａ）工程の結果物を乾燥させる工程と、（ｃ）（ｂ）工程の結果物と酸化物担体より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質とを混合する工程と、（ｄ）（ｃ）工程の混合物を熱処理する工程と、を含む。
【００６３】
本態様は、図４に示す態様と比較すれば、まず、酸化物担体に活性触媒成分を担持させ、これを高熱伝導性の物質と混合するという点のみが異なる。したがって、まず、酸化物担体に湿式含浸などの方法によって活性触媒成分を担持し、これを乾燥させた後に高熱伝導性の物質と混合し、以後の工程は、前述した図４に示す態様と同じ方法で行われうる。
【００６４】
また、本実施形態では、炭化水素改質触媒を含む燃料処理装置を提供する。
【００６５】
本実施形態に係る燃料処理装置は、炭化水素の改質反応用の担持触媒を含む改質装置を製造し、改質装置を備える燃料処理装置を製造して得られる。燃料ガス改質反応用の担持触媒は、例えば、固定相で管型反応器、混合流通反応器に充填されて使用されうるが、これに制限されるものではない。
【実施例】
【００６６】
以下、具体的な実施例及び比較例を通じて本発明の構成及び効果をさらに詳細に説明するが、これらの実施例は、単に本発明をさらに明確に理解させるためのものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではない。
【００６７】
（実施例１）
（ａ）高熱伝導性の物質としてＡｌ粉末（製造社：グッドフェロー、粒径：１０μｍ）及び酸化物担体としてＡｌ２Ｏ３担体（製造社：アルドリッチ、粒径：１００μｍ、表面積：１５０ｍ２ｇ−１）を７：３の質量比で混合して１０ｇの混合物を得た。
【００６８】
（ｂ）蒸溜水５ｍｌにＲｕＣｌ３Ｈ２Ｏ（製造社：アルドリッチ）０．４０８ｇを溶解させてＲｕ水溶液を製造した。
【００６９】
（ｃ）混合物（ａ）にＲｕ水溶液（ｂ）を初期含浸法を利用して含浸させて、最終の触媒内のＲｕの含有量を２質量％にした。
【００７０】
（ｄ）次いで、結果物（ｃ）を１２０℃で４時間乾燥させた後、５２０℃で４時間空気雰囲気下で熱処理することによって、ペレット化された炭化水素改質触媒を製造した。
【００７１】
（実施例２）
（ａ）蒸溜水３．５ｍｌにＲｕＣｌ３Ｈ２Ｏ（製造社：アルドリッチ）０．２８６ｇを溶解させて製造したＲｕ水溶液を、Ａｌ２Ｏ３担体（製造社：アルドリッチ、粒径：１００μｍ、表面積：１５０ｍ２ｇ−１）７ｇに初期含浸法を利用して含浸させた。
【００７２】
（ｂ）結果物（ａ）を１２０℃で４時間乾燥させた。
【００７３】
（ｃ）高熱伝導性Ａｌ粉末（製造社：グッドフェロー、粒径：１０μｍ）と結果物（ｂ）とを３：７の質量比で混合して１０ｇの混合物を得て、最終の触媒内のＲｕの含有量を１．４質量％にした。
【００７４】
（ｅ）結果物（ｃ）を５２０℃で４時間空気雰囲気下で熱処理することによって、ペレット化された炭化水素改質触媒を製造した。
【００７５】
（実施例３）
（ａ）蒸溜水２．５ｍｌにＲｕＣｌ３Ｈ２Ｏ（製造社：アルドリッチ）０．２０４ｇを溶解させて製造したＲｕ水溶液を、Ａｌ２Ｏ３担体（製造社：アルドリッチ、粒径：１００μｍ、表面積：１５０  ｍ２ｇ−１）５ｇに初期含浸法を利用して含浸させた。
【００７６】
（ｂ）結果物（ａ）を１２０℃で４時間乾燥させた。
【００７７】
（ｃ）高熱伝導性Ａｌ粉末（製造社：グッドフェロー、粒径：１０μｍ）と結果物（ｂ）とを５：５の質量比で混合して１０ｇの混合物を得て、最終の触媒内のＲｕの含有量を１質量％にした。
【００７８】
（ｅ）結果物（ｃ）を５２０℃で４時間空気雰囲気下で熱処理することによって、ペレット化された炭化水素改質触媒を製造した。
【００７９】
（実施例４）
（ａ）蒸溜水３．５ｍｌにＲｕＣｌ３Ｈ２Ｏ（製造社：アルドリッチ）０．２８６ｇを溶解させて製造したＲｕ水溶液を、Ａｌ２Ｏ３担体（製造社：アルドリッチ、粒径：１００μｍ、表面積：１５０  ｍ２ｇ−１）７ｇに初期含浸法を利用して含浸させた。
【００８０】
（ｂ）結果物（ａ）を１２０℃で４時間乾燥させた。
【００８１】
（ｃ）高熱伝導性グラファイト粉末（製造社：ＴＩＭＣＡＬ、製品名：ＴＩＭＲＥＸ  ＨＳＡＧ３００  Ｇｒａｐｈｉｔｅ、粒径：１μｍ〜３２μｍ）と結果物（ｂ）とを３：７の質量比で混合して１０ｇの混合物を得て、最終の触媒内のＲｕの含有量を１．４質量％にした。
【００８２】
（ｅ）結果物（ｃ）を５２０℃で４時間、空気雰囲気下で熱処理することによって、ペレット化された炭化水素改質触媒を製造した。
【００８３】
（比較例１）
コアアンドセルタイプの構造を有する商用の炭化水素改質触媒であるＲＵＡ触媒（商品名：ＲＵＡ、製造社：Ｓｕｄ−Ｃｈｅｍｉｅ、日本、直径３ｍｍの球形）を比較例１として使用した。ＲＵＡ触媒内の活性触媒成分であるＲｕの含有量は２質量％であった。
【００８４】
（比較例２）
（ａ）蒸溜水５ｍｌにＲｕＣｌ３Ｈ２Ｏ（製造社：アルドリッチ）０．４０８ｇを溶解させて製造したＲｕ水溶液を、Ａｌ２Ｏ３担体（製造社：アルドリッチ、粒径：１００μｍ、表面積：１５０ｍ２ｇ−１）１０ｇに初期含浸法を利用して含浸させて最終の触媒内のＲｕの含有量を２質量％にした。
【００８５】
（ｂ）結果物（ａ）を１２０℃で４時間乾燥させた後、５２０℃で４時間、空気雰囲気下で熱処理することによって、ペレット化された炭化水素改質触媒を製造した。
【００８６】
（比較例３）
（ａ）蒸溜水２．５ｍｌにＲｕＣｌ３Ｈ２Ｏ（製造社：アルドリッチ）０．２０４ｇを溶解させて製造したＲｕ水溶液を、Ａｌ２Ｏ３担体（製造社：アルドリッチ、粒径：１００μｍ、表面積：１５０  ｍ２ｇ−１）５ｇに初期含浸法を利用して含浸させた。
【００８７】
（ｂ）結果物（ａ）を１２０℃で４時間乾燥させた。
【００８８】
（ｃ）Ａｌ２Ｏ３担体（製造社：アルドリッチ、粒径：１００μｍ、表面積：１５０  ｍ２ｇ−１）と結果物（ｂ）とを５：５の質量比で混合して１０ｇの混合物を得て、最終の触媒内のＲｕの含有量を１質量％にした。
【００８９】
（ｄ）結果物（ｃ）を５２０℃で４時間、空気雰囲気下で熱処理することによって、ペレット化された炭化水素改質触媒を製造した。
【００９０】
＜性能試験＞
実施例１から製造された炭化水素改質触媒及び従来の商用の炭化水素改質触媒として、比較例１に提示されたＲＵＡ及び高熱伝導性の物質を含んでいない比較例２に提示された触媒に対する６００℃での空間速度別の変換によるメタンガス転換率を測定し、その結果を図６に示す。上記の結果から、本実施形態に係る炭化水素改質触媒は、６００℃下の多様な空間速度で、従来の商用の炭化水素改質触媒及び高熱伝導性の物質を含んでいない触媒に比べて優れたメタンガス転換率を表すということが分かった。
【００９１】
実施例２及び実施例３から製造された炭化水素改質触媒及び高熱伝導性の物質を含んでいない比較例３に提示された触媒に対する、６００℃下で空間速度別の変換によるメタンガス転換率を測定し、その結果を図７に示す。上記の結果から、本実施形態に係る炭化水素改質触媒は、酸化物担体と高熱伝導性の物質との多様な質量比の条件下で、高熱伝導性の物質を含んでいない触媒に比べて優れたメタンガス転換率を表すということが分かった。
【００９２】
実施例２及び実施例４から製造された炭化水素改質触媒及び従来の商用の炭化水素改質触媒として、比較例１に提示されたＲＵＡに対する、７００℃下で空間速度別の変換によるメタンガス転換率を測定し、その結果を図８に示す。上記の結果から本実施形態に係る炭化水素改質触媒は、多様な高熱伝導性の物質が使用され、従来の商用の炭化水素改質触媒に比べて高いメタンガス転換率を表すということが分かった。
【００９３】
以上説明したように、本発明は、炭化水素改質触媒とその製造方法及び燃料処理装置に係り、さらに具体的には、酸化物担体に担時された活性触媒成分及び該酸化物担体より熱伝導度の高い高熱伝導性の物質を含む炭化水素改質触媒、その製造方法及びそれを含む燃料処理装置に関する。
【００９４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、燃料処理装置に関連した技術分野に好適に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】従来の燃料電池システムに使用される燃料処理装置で燃料が処理される工程を概略的に示すフローチャートである。
【図２】従来の炭化水素改質触媒粒子の構造を概略的に示す模型図である。
【図３】本発明に係る炭化水素改質触媒粒子の構造を概略的に示す模型図である。
【図４】本発明の一具現例に係る炭化水素改質触媒の概略的な製造工程図である。
【図５】本発明の他の具現例に係る炭化水素改質触媒の概略的な製造工程図である。
【図６】実施例１に係る炭化水素改質触媒ならびに比較例１及び比較例２に係る炭化水素改質触媒に対する６００℃での空間速度別のメタンガス転換率を示すグラフである。
【図７】実施例２及び実施例３に係る炭化水素改質触媒ならびに比較例３に係る炭化水素改質触媒に対する６００℃での空間速度別のメタンガス転換率を示すグラフである。
【図８】実施例２及び実施例４に係る炭化水素改質触媒ならびに比較例１に係る炭化水素改質触媒に対する７００℃での空間速度別のメタンガス転換率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９７】
１０    燃料処理工程
２０    ＣＯ除去工程
３０    完成した燃料ガス
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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