(57)【要約】【課題】  反応系に酸素ガス・空気を直接供給せずとも、水素を含む炭素化合物の改質反応を少ない供給熱エネルギーで引き起こすことができる改質方法、改質器、発電装置及び燃料容器を提供すること。【解決手段】  発電装置１は、メタノールと水と過酸化水素との混合物を貯留した燃料容器２と、燃料容器２から供給された混合物を気化する気化器３と、気化器３から供給された混合気を接触触媒により水素リッチな生成物に改質する改質器４と、改質器４から供給された生成物中の水素の電気化学反応により電気エネルギーを生成する燃料電池６と、を備える。改質器４においては、メタノールの水蒸気改質反応と発熱酸化反応が起こる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を含む炭素化合物と、水と、酸化剤とを混合した混合物を触媒に接触させ、その混合物を水素を主成分とする生成物に改質することを特徴とする改質方法。
【請求項２】
前記酸化剤が過酸化水素を含むことを特徴とする請求項１に記載の改質方法。
【請求項３】
前記触媒がＣｕ元素を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の改質方法。
【請求項４】
前記触媒が白金族元素を含有することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の改質方法。
【請求項５】
改質方法を行うための改質器において、
内部空間を形成した本体と、前記本体の内部空間に配置された触媒と、を備え、
水素を含む炭素化合物と、水と、酸化剤とを混合した混合物が前記内部空間に供給されることを特徴とする改質器。
【請求項６】
内部空間を形成した本体と、前記本体の内部空間に配置された触媒と、を備えた改質器と、
水素を含む炭素化合物と水と酸化剤との混合物を貯留した燃料容器と、
水素から電気エネルギーを生成する燃料電池と、を備え、
前記燃料容器に貯留された混合物が前記改質器の内部空間に供給され、供給された混合物が前記触媒に接触することで水素を主成分とする生成物に改質され、その生成物が前記燃料電池に供給され、前記燃料電池によってその生成物中の水素から電気エネルギーが生成されることを特徴とする発電装置。
【請求項７】
燃料電池を発電するために供給される燃料容器であって、
水素を含む炭素化合物と水と酸化剤との混合物を貯留することを特徴とする燃料容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を含む炭素化合物の改質方法、その方法に用いられる改質器、発電装置及び燃料容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源として、水素の電気化学反応により電気エネルギーを生成する燃料電池が自動車や携帯機器などに応用され始めている。水素は取扱いが困難であることから、貯留した水素を燃料電池に供給するのではなく、通常はメタノール等のアルコールや炭化水素を貯留し、貯留したアルコール又は炭化水素を触媒の存在下で反応させることにより水素を主成分としたガスを生成し（例えば、特許文献１参照。）、水素を主成分としたガスを燃料電池に供給することが行われている。メタノールを水素に改質する水蒸気改質反応は次の反応式の通りである。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2
【０００３】
しかし、水蒸気改質反応が吸熱反応であるために、その省エネルギー化が課題であり、酸素による燃焼熱を利用する内熱型のオートサーマル改質反応（部分酸化発熱反応及び上記水蒸気改質反応）はその課題解決手段として有望な候補である。オートサーマル改質反応での発熱反応は、次の反応式の通りである。
ＣＨ3ＯＨ＋１／２Ｏ2→２Ｈ2＋ＣＯ2
【特許文献１】特開平６−２４７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、オートサーマル改質反応での発熱反応においては、生成系に酸素が必要になるが、反応系に酸素ボンベ等から気化流体として酸素ガスを所定量だけ供給しようとすると、反応のための装置が複雑化し、特に燃料電池システムを小型の携帯機器に応用するに際して弊害が生じる。また、大気の空気を酸素供給源として用いた場合でも、空気の主成分である窒素ガスによって生成物中の水素ガスの含有率が低下してしまい、燃料電池に供給する単位流体量における発電効率が低下してしまう。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決しようとしてなされたものであり、反応系に装置外からの酸素ガス・空気を直接供給せずとも、水素を含む炭素化合物の改質反応を少ない供給熱エネルギーで引き起こすことができる改質方法、改質器、発電装置及び燃料容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明の改質方法では、水素を含む炭素化合物と、水と、酸化剤と、を混合した混合物を触媒に接触させ、その混合物を水素を主成分とする生成物に改質することを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、酸化剤が過酸化水素を含む。
好ましくは、前記触媒がＣｕ元素を含有する。
好ましくは、前記触媒が白金族元素を含有する。
好ましくは、水素を含む炭素化合物がメタノール等のアルコールである。
【０００７】
また、本発明の改質器は、内部空間を形成した本体と、前記本体の内部空間に配置された触媒と、を備え、水素を含む炭素化合物と、水と、酸化剤と、を混合した混合物が前記内部空間に供給されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の発電装置は、内部空間を形成した本体と、前記本体の内部空間に配置された触媒と、を備えた改質器と、水素を含む炭素化合物と水と酸化剤との混合物を貯留した燃料容器と、水素から電気エネルギーを生成する燃料電池と、を備え、前記燃料容器に貯留された混合物が前記改質器の内部空間に供給され、供給された混合物が前記触媒に接触することで水素を主成分とする生成物に改質され、その生成物が前記燃料電池に供給され、前記燃料電池によってその生成物中の水素から電気エネルギーが生成されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の燃料容器は、燃料電池を発電するために供給される燃料容器であって、水素を含む炭素化合物と水と酸化剤との混合物を貯留することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、酸化剤により酸素が生成され、生成された酸素が水素を含む炭素化合物と反応し、オートサーマル改質反応での発熱酸化反応が起こり、水素及び反応熱を生成する。更には、水素を含む炭素化合物と水とが触媒並びに反応熱の作用を受けて、水蒸気改質反応が起こる。
【００１１】
酸化剤に過酸化水素が含むと、過酸化水素は単位体積あたりの酸素供給量が多く、また酸素以外の副生成物が水だけなので、副生成物が発電や改質での反応を著しく阻害することがなくかつ無毒とすることができる。また過酸化水素水とすることで水素を含む炭素化合物と均一に混合できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、反応系にポンプ等を経由して装置外の大気中等から酸素ガスを供給せずとも水素を含む炭素化合物のオートサーマル改質反応を引き起こすことができる。このため発熱酸化反応と吸熱反応である水蒸気改質反応が併発するので、発熱酸化反応の反応熱が水蒸気改質反応に用いられ、反応系に供給する熱エネルギーを低減させることができる。また、反応系の温度が低くても、水素を含む炭素化合物の転化率が向上し、場合によっては一酸化炭素の生成率を低くすることができる。
【００１３】
また、改質器に改質燃料の供給機構以外に発熱酸化反応用の酸素又は空気を供給する機構を必要とせず、発電装置全体の簡略化を図ることができる。また、改質器に空気を供給しないので、改質器で生成された生成物中に窒素ガスが含まれず、水素ガスの含有率の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明を適用した改質方法においては、まず、炭化水素やアルコール、エーテル、炭化水素といった水素を含む炭素化合物と、水（Ｈ2Ｏ）と、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）等の酸化剤と、を混合する。炭化水素は、炭素と水素とのみから成る有機化合物である。アルコールは、脂肪族炭化水素の１個又は複数個の水素原子を水酸基で置換した有機化合物である。アルコールとしては、メタノール（ＣＨ3ＯＨ）、エタノール（ＣＨ3ＣＨ2ＯＨ）等があるが、これらに限定されない。またエーテルはジエチルエーテルが好適であるがこれに限らない。酸化剤は酸素以外の副生成物が、後述する改質器や燃料電池等で不活性であり、これらで引き起こされる反応を著しく阻害しないことが望ましい。過酸化水素として過酸化水素水を用いる場合には、過酸化水素水に水が含まれているため、過酸化水素水の濃度によっては水素を含む炭素化合物と、過酸化水素水と、を混合するだけでも良い。またアルコールについてもアルコール水溶液を用いてもよく、アルコール水溶液の濃度によっては水素を含む炭素化合物と、過酸化水素水と、を混合するだけでも良い。
【００１５】
そして、水素を含む炭素化合物と、水と、過酸化水素との混合物を触媒に接触させるが、その混合物が液体である場合にはその混合物を気化させて均一に分散させることが好ましい。ここで、その混合物を触媒に接触させる時にその混合物をヒータ等で加熱して、混合物を気化させても良いし、混合物を触媒に接触させる前に混合物をヒータ等で加熱して、気化して得られた混合気を触媒に接触させても良い。更には、水素を含む炭素化合物と、水と、過酸化水素とを別個に気化させて、これらの気体を混合して、その混合気を触媒に接触させても良い。
【００１６】
触媒は、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒であり、更にはＣｕ／ＺｎＯ系触媒に白金族元素を含有させたものでも良い。ここで、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒としては、Ｃｕ成分をＺｎＯ成分に担持させた触媒でも良いし、Ｃｕ成分とＺｎＯ成分とを酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）に担持させた触媒でも良い。白金族元素としては、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔがある。
【００１７】
水素を含む炭素化合物と、水と、過酸化水素との混合物を触媒に接触させると、触媒反応が起こるが、活性を高めるために反応系を加熱するのが望ましい。例えば、アルコールとしてメタノールを用いる場合には、反応系を２３０℃以上に加熱すると良い。
【００１８】
混合物のうち水素を含む炭素化合物と水とが触媒により反応し、水素（Ｈ2）リッチな生成物が生成される（水蒸気改質反応）。一方、混合物のうち過酸化水素が分解して、酸素が生成される。その酸素と水素を含む炭素化合物とが反応し、水素（Ｈ2）リッチな生成物が生成される（発熱酸化反応）。以上により、水素を生成することができる。
【００１９】
以上のように本実施形態では、別途酸素や空気を反応系に導入しなくても、水素を含む炭素化合物の発熱酸化反応及び水蒸気改質反応が併発する。発熱酸化反応と水蒸気改質反応の併発によって、発熱酸化反応の反応熱が水蒸気改質反応に用いられ、反応系に供給する熱エネルギーを低減することができる。そのため、反応系の温度が低くても、水素を含む炭素化合物の転化率が向上し、水素リッチな生成物に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）を低減することができる。
【００２０】
〔応用例〕
上述した改質方法を行うために使用する改質器について説明する。
図１は、改質方法に使用される改質器３を搭載した発電装置１のブロック図である。
【００２１】
発電装置１は、メタノールと、水と、過酸化水素との混合液を貯留した燃料容器２と、燃料容器２から供給された混合液を気化する気化器３と、気化器３から供給された混合気を触媒により水素リッチな生成ガスに改質する改質器４と、改質器４から供給された生成ガスの中から燃料電池を劣化する要因となる一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器５と、一酸化炭素除去器５から供給された生成ガス中の水素ガスの電気化学反応により電気エネルギーを生成する燃料電池６と、を備える。ここで、発電装置１は、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、家庭用電気機器、その他の電子機器に用いられる。この場合、気化器３、改質器４、一酸化炭素除去器５及び燃料電池６からなる発電装置本体は電子機器本体に搭載されており、燃料容器２は電子機器本体を介して発電装置本体に対して着脱可能に設けられている。燃料容器２が電子機器本体を介して発電装置本体に装着された場合、燃料電池２から気化器３に混合液が供給されるようになっている。燃料電池６により生成された電気エネルギーは電子機器本体を駆動するために用いられる。
【００２２】
燃料電池６は、触媒微粒子を含有又は付着させた燃料極（水素極）と、触媒微粒子を含有又は付着させた酸素極（空気極）と、燃料極と酸素極との間に挟持された固体高分子電解質膜と、を備える。
【００２３】
図２は、それぞれマイクロリアクタと呼ばれる構造の気化器３、改質器４及び一酸化炭素除去器５の断面図である。
【００２４】
図２に示すように、気化器３は、セラミック、シリコン、アルミニウム、ガラス等の材料（シリコン、ガラスがより好ましい。）から板状に形成された２枚の基板３ａ，３ｂを互いに重ね合わせて接合した構造を有している。一方の基板３ａの他方の基板３ｂとの接合面には葛折り状の溝が凹んだ状態に形成されており、この溝に蓋をするように基板３ａに基板３ｂを接合することによって、この溝が２枚の基板３ａ，３ｂの接合部に設けられたマイクロ流路３ｃとなる。ここで、基板３ａ，３ｂが改質器３の本体であり、マイクロ流路３ｃが本体内に形成された内部空間である。
【００２５】
基板３ａの接合面とは反対側の面には薄膜ヒータ３ｄが形成されている。薄膜ヒータ３ｄは電気エネルギーにより発熱する電熱膜であり、具体的には電気抵抗性発熱体、半導体性発熱体を薄膜状に成膜したものである。
【００２６】
改質器４は気化器３と同様に２枚の基板４ａ，４ｂを接合した構造を有し、２枚の基板４ａ，４ｂの接合部にマイクロ流路４ｃが設けられており、基板４ａの接合面とは反対側の面に薄膜ヒータ４ｄが成膜されている。マイクロ流路４ｃの壁面には、触媒４ｅが形成されている。触媒４ｅは、担体としてＡｌ2Ｏ3にＣｕ及びＺｎＯを担持させたＣｕ／ＺｎＯ系触媒（Ｃｕ／ＺｎＯ／Ａｌ2Ｏ3化合物）である。更に、触媒４ｅには、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうちの少なくとも何れか１つが担持されていても良い。
【００２７】
触媒４ｅの製造方法について説明する。始めに、銅の塩（例えば、硝酸銅）と亜鉛の塩（例えば、硝酸亜鉛）とを含む銅・亜鉛水溶液を調製する。更に、アルカリ性のアルカリ溶液（例えば、炭酸ナトリウム水溶液）を調製し、アルミニウムを含むアルミニウム酸化物の懸濁液（アルミニウム酸化物を純水に懸濁させた混合液）も調製する。その後、銅・亜鉛水溶液とアルカリ溶液とを同時に攪拌中のアルミニウム酸化物の懸濁液に同時に滴下し、混合液中に沈殿物を形成する。次に、沈殿物を含む混合液を濾過し、濾過後に残った沈殿物を蒸留水中で攪拌して洗浄し、この濾過工程・洗浄工程を１回又は複数回繰り返しおこなう。最後の洗浄を終えたら、沈殿物を含む蒸留水を再度濾過して沈殿物を得る。二枚の基板４ａ，４ｂを接合する前に、得られた沈殿物を溶媒中に分散させた分散液をマイクロ流路３ｃとなる溝の壁面に塗布して、その壁面に薄膜を形成する。そして、二枚の基板４ａ，４ｂを接合し、基板４ａ，４ｂを加熱し、マイクロ流路３ｃの壁面に形成された薄膜を乾燥し焼成する。次に、二枚の基板４ａ，４ｂを加熱した状態で、マイクロ流路３ｃの一端から他端に向けて水素（水素を含む混合気体でもよい。）を流通させて、壁面に形成された薄膜の水素還元処理を行い、水素還元処理された薄膜が触媒４ｅとなる。
【００２８】
一酸化炭素除去器５も気化器３と同様に２枚の基板５ａ，５ｂを接合した構造を有し、２枚の基板５ａ，５ｂの接合部にマイクロ流路５ｃが設けられており、基板５ａの接合面とは反対側の面に薄膜ヒータ５ｄが成膜されている。マイクロ流路５ｃの壁面には、触媒５ｅが形成されている。触媒５ｅは、触媒７２は、一酸化炭素を選択的に酸化する触媒である。
【００２９】
燃料容器２が発電装置本体に対して装着されている場合、気化器３のマイクロ流路３ｃの一端部がポンプを介して燃料容器２に連繋している。気化器３のマイクロ流路３ｃの他端部は、改質器４のマイクロ流路４ｃの一端部に連繋している。マイクロ流路４ｃの他端部は、一酸化炭素除去器５のマイクロ流路５ｃの一端部に連繋している。また、マイクロ流路５ｃの一端部には、空気が供給される。マイクロ流路５ｃの他端部は、燃料電池６の燃料極に連繋している。燃料電池６の酸素極には、空気が供給される。
【００３０】
次に、発電装置１の動作について説明する。
薄膜ヒータ３ｄ，４ｄ，５ｄが電気により発熱し、気化器３、改質器４及び一酸化炭素除去器５がそれぞれ所定の温度になるように加熱される。この状態で、ポンプが作動すると、燃料容器２に貯留された混合液（メタノール、水、過酸化水素水）が気化器３のマイクロ流路３ｃに供給される。混合液がマイクロ流路３ｃの流動している時に、混合液が気化して混合気が生成される。気化されて高圧になったその混合気が相対的に低圧の改質器４のマイクロ流路４ｃに供給され、マイクロ流路４ｃにおいて混合気が流動して、混合気が触媒４ｅに接触する。これにより、メタノールと水が触媒４ｅの作用を受けて、化学反応式（１）のような水蒸気改質反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2  …（１）
【００３１】
また、マイクロ流路４ｃにおいて、混合気中の過酸化水素が分解して、酸素が生成される。そして、メタノールと酸素が反応して、化学反応式式（２）のような発熱酸化反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋１／２Ｏ2→２Ｈ2＋ＣＯ2  …（２）
【００３２】
また、マイクロ流路４ｃにおいて、メタノールと水が完全に二酸化炭素及び水素に改質されない場合もあり、この場合、化学反応式（３）のように、二酸化炭素、一酸化炭素及び水蒸気が生成される。
２ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→５Ｈ2＋ＣＯ＋ＣＯ2  …  （３）
【００３３】
マイクロ流路４ｃにおいて、メタノールの発熱酸化反応と水蒸気改質反応とが併発することによって、発熱酸化反応の反応熱が水蒸気改質反応に用いられ、薄膜ヒータ４ｄの発熱エネルギーを低減することができる。そのため、改質器４の温度が２８０℃よりも低くても（例えば、２５０℃）、メタノールの転化率が向上し、一酸化炭素の生成量を低減することができる。また、改質器５に空気を供給しないので、改質器４で生成された生成物中に窒素ガスが含まれず、水素ガスの含有率の低下を防止することができる。
【００３４】
改質器４で生成された生成ガスがマイクロ流路５ｃに供給され、更に空気がマイクロ流路５ｃに供給される。そして、マイクロ流路５ｃにおいては、一酸化炭素が触媒５ｅの作用を受けて特異的に酸化する。そして、生成ガスがマイクロ流路５ｃから燃料電池６の燃料極に供給され、空気が燃料電池６の空気極に供給される。燃料極においては、電気化学反応式（４）に示すように、生成ガス中の水素が燃料極の触媒微粒子の作用を受けて水素イオンと電子とに分離する。水素イオンは固体高分子電解質膜を通じて酸素極に伝導し、電子は燃料極により取り出される。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-  …  （４）
【００３５】
酸素極においては、電気化学反応式（５）に示すように、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンと、燃料極により取り出された電子とが反応して水が生成される。
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ  …  （５）
【００３６】
以上のように、上記発電装置１においては、改質器４又は気化器３に酸素又は空気を供給する機構がなくとも、改質器４においてオートサーマル改質反応(発熱酸化反応）が起きる。そのため、改質器４の薄膜ヒータ４ｄによって供給する熱エネルギーを低減することができる。特に空気のように酸素濃度が高くない気体を装置外から取り込んで加熱すると、改質反応に不要な空気中の窒素まで加熱する必要があるが、本発明では、改質器４又は気化器３に空気を取り込まないのでさらに熱効率のよい改質反応を行うことができる。また、改質器４又は気化器３に酸素又は空気を供給する機構がないので、発電装置１の簡略化を図ることができる。
【００３７】
なお、以上の説明では燃料容器２に貯留される混合液がメタノールと水と過酸化水素との混合液であるが、水素を含む他の炭素化合物と水と過酸化水素との混合液が燃料容器２に貯留されても良い。
なお、薄膜ヒータ３ｄ，４ｄ，５ｄを適用しているが、最も高温で反応する改質器４に薄膜ヒータ４ｄを設け気化器３及び一酸化炭素除去器５にはそれぞれ薄膜ヒータ３ｄ，５ｄを設けずに改質器４からの熱の伝搬によって反応を引き起こすようにしてもよく、改質器４及びその次に高温反応を引き起こす一酸化炭素除去器５にそれぞれ薄膜ヒータを形成してもよい。
また薄膜ヒータの代替として上述した炭化水素やアルコール、エーテルといった水素を含む炭素化合物を燃焼する化学反応炉を設けてもよい。このような化学反応炉は、気化器３、改質器４及び一酸化炭素除去器５と同様にマイクロリアクタ構造が好ましく、基板３ａ，３ｂ、基板４ａ，４ｂ。基板５ａ，５ｂのいずれかに単数又は複数設けることが可能であり、さらには、薄膜ヒータと併設して両方の加熱により温度を制御してもよい。
【実施例１】
【００３８】
まず、硝酸銅と硝酸亜鉛との混合溶液と、炭酸ナトリウム水溶液とをアルミニウム酸化物の懸濁液に同時に滴下し、混合液中に沈殿物を形成した。その後、混合液を濾過し、濾過後に残った沈殿物を蒸留水中で攪拌して洗浄し、この濾過工程・洗浄工程を複数回繰り返し行った。最後の洗浄後、沈殿物を含む蒸留水を再度濾過して沈殿物を得た。その沈殿物を１００℃前後で乾燥させた。その乾燥物を空気気流中で焼成し、ペレット状に圧縮成型された触媒（Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒）を得た。その後、その触媒を粉砕し、０．５〜１ｍｍ径の顆粒状にふるい分けし、顆粒状の触媒０．２５ｍｌを内径８ｍｍの管型反応器に充填し、触媒に対して３００℃で一時間の水素還元処理を行った。
【００３９】
そして、メタノール：水：過酸化水素＝１：１．８８：０．１２のモル比となる混合液を調製した。ここで、過酸化水素には、３０重量％の過酸化水素水を用いた。なお過酸化水素水中の水は上記水のモル比に含まれている。得られた混合液を、ＧＨＳＶ＝１０００００ｈ-1の条件で上記管型反応器に流通した。この際、２５０℃におけるメタノールの転化率と、流通後のガスに含まれる一酸化炭素ガスの濃度とを測定した。ここで、メタノールの転化率は、流通後のガスに含まれる一酸化炭素ガスと二酸化炭素ガスの生成量から求めた。
【００４０】
一方、比較のため、メタノール：水＝１：２（モル比）のメタノール水溶液を調製した。得られたメタノール水溶液を、ＧＨＳＶ＝１０００００ｈ-1の条件で上記管型反応器に流通した。この際、２５０℃におけるメタノールの転化率と、２５０℃における一酸化炭素ガスの濃度とを同様に測定した。
【００４１】
メタノールの転化率及び一酸化炭素の濃度の結果を表１に示す。表１のように、過酸化水素が含まれている混合液の方が、過酸化水素が含まれていないメタノール水溶液よりも、メタノール転化率では高く、一酸化炭素の濃度が低かった。
【００４２】
【表１】
2005200266.tif 000003
【実施例２】
【００４３】
まず、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒を硝酸パラジウム水溶液に浸す。この時、Ｐｄ含有量が触媒全体に対して０．５重量％となるように調製する。Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒を浸漬した硝酸パラジウム水溶液を蒸発させて得られたものを、１００℃前後で乾燥させる。乾燥して得られたものに対して空気気流中で焼成処理を行い、ペレット状の触媒を得る。得られた触媒を粉砕し、０．５〜１ｍｍ径の顆粒状にふるい分けし、顆粒状の触媒０．５ｍｌを内径８ｍｍの管型反応器に充填し、触媒に対して３００℃で一時間の水素還元処理を行った。
【００４４】
そして、メタノール：水：過酸化水素＝１：１．８８：０．１２のモル比となる混合液を調製した。ここで、過酸化水素には、３０重量％の過酸化水素水を用いた。なお過酸化水素水中の水は上記水のモル比に含まれている。得られた混合液を、ＧＨＳＶ＝３００００ｈ-1の条件で上記管型反応器に流通した。この際、２５０℃におけるメタノールの転化率と、流通後のガスに含まれる一酸化炭素ガスの濃度とを測定した。
【００４５】
一方、比較のため、メタノール：水＝１：２のメタノール水溶液を調製した。得られたメタノール水溶液を、ＧＨＳＶ＝３００００ｈ-1の条件で上記管型反応器に流通した。この際、２５０℃におけるメタノールの転化率と、２５０℃における一酸化炭素ガスの濃度とを同様に測定した。
【００４６】
メタノールの転化率及び一酸化炭素の濃度の結果を表２に示す。表２のように、過酸化水素が含まれている混合液の方が、過酸化水素が含まれていないメタノール水溶液よりも、生成された一酸化炭素の濃度が高かったが、メタノール転化率が著しく高くなり水素の生成量が増大した。過酸化水素が含まれている混合液の場合の一酸化炭素濃度が高かったのは、温度と圧力によって決まる生成ガス組成がメタノール転化率に左右されるためである。
【００４７】
【表２】
2005200266.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の改質方法を利用した燃料電池式発電装置１の基本構成を示したブロック図である。
【図２】気化器３、改質器４及び一酸化除去器５の断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  …  発電装置
２  …  燃料容器
４  …  改質器
４ｅ  …  触媒
６  …  燃料電池
【図１】
2005200266.tif 000005
【図２】
2005200266.tif 000006