(57)【要約】【課題】  起動性、応答性に優れる燃料改質装置を提供する。【解決手段】  水素を含有する改質ガスを生成する燃料改質装置であって、改質反応器内に改質触媒と電圧印加用の電極とを内蔵することを特徴とする。電圧印加によって低温でも効率的に改質反応が進行するため、原料を液状で供給することができる。特にエタノールと水とを液状で改質反応器に導入すると、温度０〜４００℃で高濃度の水素含有ガスを製造することができる。【選択図】            なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を含有する改質ガスを生成する燃料改質装置であって、改質反応器内に改質触媒と電圧印加用の電極とを内蔵することを特徴とする、燃料改質装置。
【請求項２】
前記改質触媒が、前記電圧印加用の一対の電極の間に配置されることを特徴とする、請求項１記載の燃料改質装置。
【請求項３】
前記触媒が、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化鉛および酸化カドミウムのうち少なくとも1種を含有すること特徴とする、請求項１または２記載の燃料改質装置。
【請求項４】
エタノールの改質に使用される、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料改質装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の燃料改質装置の改質反応器内に、ガス状の改質原料を供給し、温度０〜４００℃の範囲で改質触媒および電圧印加によって改質することを特徴とする、水素を含有する改質ガスの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の燃料改質装置の改質反応器内に、液体状の改質原料を供給し、温度０〜１００℃の範囲で改質触媒および電圧印加によって改質することを特徴とする、水素を含有する改質ガスの製造方法。
【請求項７】
前記改質原料と共に、水を供給することを特徴とする、請求項５または６記載の改質ガスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料改質装置および水素含有改質ガスの製造方法に関し、より詳細には、改質触媒と電圧印加装置とを内蔵する燃料改質装置および、電圧印加用電極によって発生するプラズマと改質触媒との作用によって改質原料を改質し、水素含有改質ガスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタンやガソリンなどの炭化水素やメタノールなどのアルコール類を改質して水素を生成する方法は工業的に既に利用されている。
【０００３】
一般には、改質反応には水蒸気改質と部分酸化改質、および水蒸気改質と部分酸化改質とを組み合わせたオートサーマル改質とがある。メタンを部分酸化改質する場合、および水蒸気改質する場合の反応式を以下に示す。
【０００４】
【数１】
2005146311.tif 000002
【０００５】
このような改質において、一般には炭化水素を改質するには７００〜９００℃で反応させる必要があり、その後に改質ガスの温度を下げるための熱交換器や、改質ガスに含まれるＣＯを低減するための高温シフトおよび低温シフト反応器など多くの装置を設置させる必要がある。このため、燃料改質装置および水素ガス製造装置のサイズの大型化、起動時間や起動エネルギーの増大などの問題が発生する。
【０００６】
一方、改質原料ガスとして使用できる炭化水素は、石油や天然ガスなどのいわゆる化石燃料資源であり、地球温暖化を促進する二酸化炭素を発生するという問題がある。また、メタノールも改質原料として使用することができ、メタノールの改質は、温度が２００〜３００℃と低いものの毒性が高い欠点がある。また、炭化水素と同様に化石燃料資源から製造するために、地球温暖化を促進する二酸化炭素を発生するという問題がある。
【０００７】
これに対して、エタノールは毒性が低くく、かつ光合成により生産されるため、植物のようなバイオマス資源を原料として製造することができ、再生可能なエネルギー源と考えられる。このような理由から、エタノールを改質して水素を発生する方法が最近検討されている。
【０００８】
例えば、酸素存在下で水蒸気を使用してエタノールを改質する水素ガスの製造方法がある（特許文献１）。改質触媒として、α−アルミナまたはシリカ上にニッケルまたはニッケル＋銅の混合物を担持した改質触媒を使用し、実施例では温度７００℃で改質を行っている。
【０００９】
しかし、改質温度が７００℃と高温にするには加温装置などが必要となる。また、高温改質ではメタンやアルデヒドなど副生物の発生量が多くなり、相対的に水素発生量が減少しエネルギー効率が低くなる場合がある。また、地球温暖化ガスであるメタンや汚染物質のアルデヒドが排出されるため、環境保全に反する結果となる。このようなメタンやアルデヒドなどの副生物の濃度を１％以下に下げるには、改質温度を７００℃以下にする必要があるが、ガス温度を下げるための熱交換器、ＣＯを低減するための高温シフトおよび低温シフト反応器など多くの装置を設置する必要がある。このため、サイズの大型化、起動時間、起動エネルギーの増大など欠点が生じる。
【００１０】
一方、エネルギー分野へのプラズマの化学的利用が急速に展開しており、これに適した各種プラズマの発生法や新しい反応プロセスの創成、その応用に関する研究が行われている。例えば、改質反応に放電と触媒とを組み合わせる方法が提案され、炭化水素の水素への変換効率を最大にするために、プラズマ放電の下流にアルミニウム基材上にニッケルベースの触媒を備えるプラズマ燃料変換器が開示されている（特許文献２）。
【特許文献１】特表２００３−５０３２９５号公報
【特許文献２】公表特許２００３−５０７３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、文献２記載の方法は、メタネーション反応活性の高いニッケル触媒を使用しているため、低温では下記式で示すメタン濃度が増加する場合がある。
【００１２】
【数２】
2005146311.tif 000003
【００１３】
上記現状に鑑み、本発明は、エタノールを原料とした場合に起動性や応答性に優れ、メタンやアルデヒドなどの副生を抑制しつつ改質しうる燃料改質装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、エネルギー効率が向上し、環境安全性にも優れた燃料改質装置を提供することを目的とする。
【００１５】
更に本発明は、エタノールを原料としてメタンやアルデヒドなどの副生を抑制して高濃度の水素含有ガスを製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、改質反応器に触媒と電圧印加装置とを配設する燃料改質装置によれば、起動性および応答性に優れ、エタノールを原料とする場合にも、０〜４００℃の温度で改質して瞬時に水素含有改質ガスが製造できることを見出した。特に、該触媒を電圧印加装置の電極間に位置すると、触媒単独では中間生成物であるアルデヒドやメタンなどまでしか進行しなかった場合であっても電圧の印加により反応を促進でき、改質ガス中の水素濃度を向上させることができる。
【００１７】
特に、原料のエタノールをガス化して反応器に導入すると、通常の触媒反応で発生するメタンやアルデヒドなど副生物を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の燃料改質装置によれば、起動性および応答性に優れる燃料改質装置が提供される。該発明によれば、電圧印加によって改質原料の改質反応性を向上させることができるため、起動性に優れる。しかも、電圧印加により液状の改質原料であっても触媒との反応性を向上させることができ、応答性に優れる。しかもこの優れた応答性によって低温でも改質反応が進行するため、メタンやアルデヒドなどの副生を抑制することができ、高濃度の水素含有ガスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第一は、水素を含有する改質ガスを生成する燃料改質装置であって、改質反応器内に改質触媒と電圧印加用の電極とを内蔵することを特徴とする、燃料改質装置である。
【００２０】
従来の触媒を使用して炭化水素やアルコール類などから水素含有ガスを製造する方法として、触媒による改質方法が知られているが、高温での反応が余儀なくされアルデヒドなどが副生される結果、水素含有率の低下の一因となっていた。しかしながら、本発明では電圧印加装置を組み合わせ、電圧印加条件下で改質触媒を作用させることで改質反応の起動性を確保でき、低温でも効率的に改質反応を進行させる。このため、従来では起動性が悪いとされた安価な触媒を使用しても、効率的な水素含有ガスの製造が可能となる。
【００２１】
以下、本発明の好ましい燃料改質装置の好ましい態様の一例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の燃料改質装置において、１は原料タンク１、２はポンプ、３は蒸発器、４は改質反応器、５および６は電極、７は電源、８は触媒、１３は原料導入口、１５は改質ガス排出口を示す。
【００２２】
原料タンクから改質原料をポンプにより蒸発器に導入し、ここでガス化した後に改質反応器に導入する。該反応器には電圧印加用の一対の電極が配設され、電極間には改質触媒が設置されている。本発明の特徴は、改質反応器内に電圧印加用の電極を内蔵する点にあり、従って、改質反応器その他は、燃料改質に使用できるものであればいずれも好ましく使用することができる。原料導入口や改質ガス排出口の位置も制限はない。
【００２３】
本発明において改質反応器内に内蔵する改質触媒は、原料と改質触媒との接触を効率的に行える位置に配置されることが好ましい。このような触媒位置としては、改質原料の導入位置から改質ガスの排出口との間に存在し、一般的には反応器の略中央に配置される。しかしながら本発明ではこれに制限されるものではなく、該触媒への電圧印加が容易な場所に配置されていればいずれでもよい。これにより、電圧印加条件下での原料と改質触媒との効率的な接触ができる。
【００２４】
改質反応には、水蒸気改質、部分酸化改質、オートサーマル改質などがある。本発明ではそのいずれの改質方法にも適し、従って充填する触媒は改質方法に準じて適宜至適なものを使用すればよい。好ましくは酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化鉛、酸化カドミウム、白金、ロジウム、パラジウムおよびルテニウムのうち少なくとも１種を含有する改質触媒である。より好ましくは、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化鉛および酸化カドミウムのうち少なくとも１種を含有する改質触媒である。これらは起動性に欠ける場合があるが安価である。また、従来改質触媒として使用されたニッケル触媒ではメタンの副生が問題となったが、上記触媒を使用し後記する電圧印加との組み合わせによって安価な触媒を用いて起動性に優れ、副生成物が少なく、水素濃度の高い水素含有ガスを効率的に製造することができる。なお、改質触媒は、例えばハニカムモノリスに担持されていてもよく、粒状の改質触媒をセラミックスなどの多孔質の容器に該触媒を充填して配置してもよい。触媒量は、改質原料の供給量などから算出して適宜充填すればよい。
【００２５】
燃料改質装置で使用できる電圧印加用電極としては、一対の電極であって電極間で１００Ｖ〜５０ＫＶ、好ましくは１ＫＶ〜１０ＫＶの電圧を印加できることが必要である。この範囲で電圧を印加すると電極間で放電し、プラズマを発生させることができる。放電としてはパルス放電、コロナ放電、グロー放電、アーク放電等の局所集中放電のほか、少なくとも一方の金属電極表面上に誘電体を被覆した後に電圧を負荷して発生させるバリア放電であってもよい。なお、バリア放電の際の誘電体としては、従来公知のものを使用することができる。
【００２６】
このような放電によって、改質原料分子を解離により原子にし、該原子をさらに電離させて反応性を高めることができる。改質反応は改質触媒表面上に改質原料が接触することで促進されるが、反応効率を高めるには改質原料自体の反応性が高いほうが好ましく、一般には温度４００℃を超える範囲に加熱したガス状の原料が供給される。しかしながら本発明では、一対の電圧印加用電極間に触媒を配置し、改質原料分子が電圧印加による放電によってガス化され、更に解離および電離することで低温でも極めて反応性を向上させることができ、起動性に優れる改質が可能となる。
【００２７】
電極は、改質反応器内に配置されればその位置に制限はないが、改質触媒と原料との接触部近傍に電圧が印加できるように配置させることが好ましい。従って、改質触媒が反応器の中央部に配置される場合には、該中央部に電圧が印加できるように一対の電極を配設する。触媒を電圧印加装置の電極間に位置させるることにより、触媒単独では中間生成物であるアルデヒドやメタンなどまでしか進行しなかった反応が促進され、改質ガス中の水素濃度を向上させることができる。
【００２８】
一対の電極間の距離は、触媒層の厚さや印加する電圧量によって異なるが、好ましくは２〜５０ｍｍであり、より好ましくは２〜１０ｍｍである。５０ｍｍを超えると放電が起こりにくくなり、一方、２ｍｍを下回ると原料への電圧印加が効率的に行えない場合がある。
【００２９】
電極の材質としては、改質原料や改質ガスと反応しないものであれば広く使用することができ、特に好ましくはアルミと銅とのアルミ合金、ステンレス、チタニウム合金などである。
【００３０】
本発明の燃料改質装置には、改質原料をガス状で導入することもできるが、液状で供給することもできる。ガス状で供給される場合には、原料ガスが導入圧に従って触媒層に供給され、次いで該触媒層に電圧が印加され、改質反応性が進行する。従来は、反応性を確保するために、または改質反応が低温では進行が十分でない場合に備えて反応器内の温度を高温に維持する必要があり、原料を予め加熱していた。しかしながら、本発明では電圧印可用電極を配設することで、反応温度が低くても十分に改質反応を進行させることができる。このため、原料を単にガス状に調製した後に反応器に供給しても温度０〜４００℃という従来にない低い温度で水素含有改質ガスを効率的に製造することができる。
【００３１】
このような改質原料がガス状で供給される場合の反応器内の物質移動は、ガス状物質の流路として考えればよい。図１は、特に改質原料をガス状で反応器に導入する場合の好ましい態様の一例であり、蒸発器によってガス状に調製された改質原料が原料導入口から改質触媒に向かって移送され、触媒層を通過した後の改質ガスは、原料導入口と触媒とを結ぶ延長線上に設けた排出口から排出される。なお、触媒に電圧を印加させる電極は、該触媒層を中心にしてガス流の上流側と下流側から対称に配置されている。
【００３２】
一方、本発明の燃料改質装置では、改質原料を液状で供給することもできる。このような態様の一例を図２を用いて説明する。図２において、１は原料タンク、２はポンプ、４は改質反応器、５および６は電極、７は電源、８は触媒、９は改質ガス回収部、１３は原料導入口、１５は改質ガス排出口を示す。
【００３３】
原料タンクから改質原料をポンプにより液体のまま改質反応器に導入すると、改質原料が原料導入口から改質触媒に向かって液状のまま移送される。原料液は触媒充填部を通過して反応器内のいずれに存在してもよい。改質反応は触媒表面で進行するため、反応器内の液体移動に従って触媒に接触した原料分子のみが改質反応を起こさせる。電極は図１と同様に触媒層と略直交するように配置されている。一般には、改質反応の効率を向上させるには液体よりもガス状であることが好ましいが、本発明では電圧の印加によって触媒近傍の改質原料がガス化され、更にガス化された原料分子は電圧印加により解離および電離されるため、極めて起動性に優れる改質反応が行われる。
【００３４】
このような改質原料が液状で供給される場合の反応器内の物質移動は、改質反応前までは原料導入圧および改質による原料の消失経路などに従って流路が決定され、改質後は改質ガスの比重に依存して流路が決定される。図２は、特に改質原料を液状で反応器に導入する場合の好ましい態様の一例である。原料液で満たされた改質反応器内で改質反応が行われた後は、改質ガスは改質反応器内をその比重に従って移動する。図２では反応器の触媒層上部に改質ガスの回収口が設けれているが、これは改質ガスの比重に依存して決定される改質ガスのガス流に従って改質ガス回収部を設けたためである。ただし、本発明の燃料改質装置では、改質ガス回収部その他の位置はこれに限定されるものではない。
【００３５】
本発明の燃料改質装置は、水素を含有する改質ガスを生成するための燃料改質装置であって、その原料ガスとしては炭化水素系化合物やアルコール類がある。例えば、炭化水素系化合物としては、メタン、プロパン、ブタン、ヘプタン、ヘキサンなどの軽質炭化水素、ガソリン、灯油、ナフサなどの石油系炭化水素などを用いることができる。また、アルコール類としては、炭素数１〜３のアルコール、特に好ましくは、メタノールやエタノール、特にエタノールの改質に好ましい。原料をガス化する場合に炭素数４以上のアルコールの場合を使用するとガス化に過大なエネルギーが必要となり不利である。一方、エタノールはガス化が容易であり、特にそれ自体が毒性がなく、かつバイオマスで入手できるため環境保全の観点からも好ましい。本発明の燃料改質装置によれば、バイオマスから生成可能なエタノールを原料としてメタンやアセトアルデヒドなど副生を抑えて水素含有改質ガスを生成することができる。特にエタノールを水蒸気改質する場合に好適である。
【００３６】
ここにエタノールを水蒸気改質する場合の反応を下記に示すが、エタノールの分解反応と、一酸化炭素の変性反応とを同時進行させ、これによって水素と二酸化炭素とを含有する改質ガスが生成される。
【００３７】
【数３】
2005146311.tif 000004
【００３８】
酸素や水蒸気を反応器に供給するには、例えば図１では、原料導入口と別個に酸素含有ガス供給口や水蒸気導入口を設ければよく、一方、図２の態様で水蒸気改質を行うには、例えば原料タンクに原料とともに水を添加し、一度に反応器に導入して改質反応を行うことができる。特に、エタノールは常温で液体であり、水も常温で液体であるため両者は任意の割合で混合することができる。このため、原料タンクにエタノールと水とを混合液として貯蔵でき、別個の水供給手段を設けることなく効率的な改質を行うことができる。このため、特に本発明の燃料改質装置は、エタノールを用いた水蒸気改質に好適である。
【００３９】
一方、本発明の燃料改質装置は、上記したように部分改質、水蒸気改質、オートサーマルのいずれの改質にも適する。改質原料や改質方法に応じて上記した酸素供給手段や水供給手段を配設してもよく、更に必要に応じて加熱器、予熱器などを配設してもよい。
【００４０】
本発明の第二は、上記記載の燃料改質装置の改質反応器内に、ガス状および／または液状の改質原料を供給し、温度０〜４００℃の範囲で改質触媒および電圧印加によって改質することを特徴とする、水素を含有する改質ガスの製造方法である。ガス状または液状の原料を反応器に導入して触媒と反応させ、ここで触媒に電圧を印加することで改質反応を低温で促進させることができ、これにより起動性や応答性に優れ、メタンやアルデヒドなどの副生を抑制し、水素濃度を向上させることができる。
【００４１】
本発明の水素を含有する改質ガスの製造方法において、エタノールを水蒸気改質によって水素含有ガスを得る場合について説明する。改質にはエタノールと水とが必要であるが、これを別個に改質反応器に導入してもよいが、例えば原料タンクにエタノールと水との混合液を調製し、これをポンプなどによって反応器に導入してもよい。エタノールと水との混合割合は、エタノール１分子当たりの水分子のモル数が１〜１０とすることが好ましく、より好ましくは３〜５である。上記範囲であれば、コーキングがなく反応を進行させることが可能である。
【００４２】
原料を液状で供給する場合の反応方式としては、原料を連続的に触媒に接触させる連続流通式が好ましく用いられる。圧力は、１０〜２０ＫＰａ・Ｇとするのがよい。反応温度は、０〜１００℃、より好ましくは１０〜５０℃である。このような温度に調整するために予め原料や水を加熱装置などによって予熱してもよく、触媒層のみを加熱してもよい。この状態で、改質触媒に１００Ｖ〜５０ＫＶ、より好ましくは１ＫＶ〜１０ＫＶの電圧を印加する。
【００４３】
一方、原料をガス状で供給する場合の水蒸気改質の場合には、エタノールをガス化させて反応器に導入し、合わせて水蒸気を改質反応器に導入する。エタノールと水との配合量は、上記液状で供給する場合と同じでよい。
【００４４】
反応方式としては、原料を連続的に触媒に接触させる連続流通式が好ましく用いられる。圧力は、１０Ｋ〜５ＭＰａ・Ｇ、好ましくは１０Ｋ〜１ＭＰａ・Ｇ以下とするのがよい。反応温度は、０〜４００℃、より好ましくは１００〜３００℃である。従って、ガス化の際に加温によって予め原料や水を上記温度範囲に調整してもよい。なお、触媒層のみを加熱してもよい。
【００４５】
この状態で、改質触媒に１００Ｖ〜５０ＫＶ、より好ましくは１ＫＶ〜１０ＫＶの電圧を印加する。これによりプラズマが発生し、そこに存在する高エネルギー電子やラジカルイオンを高活性にし、改質反応を促進させることができる。この際、最も簡単なものはパルス放電である。電極間に直流のパルス高電圧をかけると、プラズマが発生する。温度は室温程度であり、高エネルギー電子の存在が反応活性を与えている。本発明は、このような触媒と電圧印加とを組み合わせたハイブリッド法により原料導入直後から改質反応を行うことができ、起動性に優れる。しかも温度０〜４００℃と従来に比して低温でも効率的な改質を行うことができ応答性に優れる。しかもこれによって低温で改質反応を進行去ることができるため、副反応を抑制することができる。特に、触媒および電圧が印加されている反応に改質原料を液状で供給しても改質反応を行うことができ、蒸発器で液体燃料をガス化することなく直接的に改質ガスを製造することができる。
【００４６】
その他、部分酸化やオートサーマルの場合には、更に原料と共に酸素を供給すればよく、例えば、エタノール１分子に対して０．０５〜０．２５モルの酸素を供給する。
【００４７】
本発明の水素を含有する改質ガスの製造方法によって得られるガスは、このままでも燃料電池の燃料や、化学工業用原料として使用できる。特に燃料電池の中でも、高温作動型と類別される溶融炭酸塩型燃料電池や固体酸化物型燃料電池は、水素以外にも一酸化炭素や炭化水素も燃料として利用できるので、これらの燃料電池に本発明の方法で得られた水素含有ガスを用いることも望ましい。
【００４８】
また本発明の方法で得られる水素含有ガスを、更にＣＯ変性反応で一酸化炭素濃度を低減したり、深冷分離法、ＰＡＳ法、水素貯蔵合金或いはパラジウム膜拡散法などにより不純物を除去し、高純度の水素ガスを得ることができる。例えば、一酸化炭素を低減させるには改質ガスに水蒸気を添加し、一酸化炭素変性器でＣＯ変性反応を行い、一酸化炭素を炭酸ガスに酸化すればよい。ＣＯ変性反応に用いる触媒としては、例えば銅主体、鉄主体とする公知の触媒を用いて行えばよい。また、該ＣＯ変性反応によって一酸化炭素濃度を１％程度まで低減できるが、一酸化炭素は低温作動型固体高分子燃料電池に使用する電極の触媒作用を被毒する。したがってこの様な触媒の被毒を避けるためには、一酸化炭素濃度を１００ｐｐｍ以下にすることが望ましい。尚、一酸化炭素濃度を１００ｐｐｍ以下にするには、例えば上記ＣＯ変性反応後のガスに微量の酸素を添加し、一酸化炭素を選択的に酸化除去すればよい。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されることはない。また、当該実施例において、「％」は特記しない限り質量百分率を表わすものとする。
【００５０】
（実施例１）
図１に示す燃料改質装置を用いてエタノールを改質し水素を含有する改質ガスを製造した。
【００５１】
原料タンクにエタノール・水比が１：１０のエタノール水溶液を入れ、ポンプにより蒸発器に供給し、ガス化した後に反応器に導入した。反応器には放電用のアルミ合金製の電極を該ガス化原料ガスの上流側と下流側とから各１本を配設し、該電極間には酸化亜鉛触媒（９０％ＺｎＯ、１０％Ａｌ２Ｏ３）を設置した。なお、電極間距離を６ｍｍとし、略その中間であって２本の電極を結んだ直線上に触媒層の厚み３ｍｍの孔を有した触媒を配置させた。上流側の電極は電源に接続させ、下流側の電極はアースした。
【００５２】
反応器内の温度２００℃にて電極に５ｋＶの電圧を印可したところ、電極間で安定して放電が行われ、改質ガスが生成した。表１に、実施例１で発生した改質ガスをガスクロマトグラフにて分析した結果を示す。
【００５３】
（比較例１）
電極に５ｋＶの電圧を印加しなかったこと、および触媒としてニッケル系触媒を使用したこと以外は実施例１と同様にして水素を含有する改質ガスを製造した。
【００５４】
(比較例２)
電極に５ｋＶの電圧を印加しなかったこと、および触媒として酸化亜鉛系触媒を使用したこと以外は実施例１と同様にして水素を含有する改質ガスを製造した。
【００５５】
（実施例２）
図２に示す燃料改質装置を用いてエタノールを改質し水素を含有する改質ガスを製造した。
【００５６】
原料タンクにエタノール・水比が１：１０のエタノール水溶液を入れ、ポンプにより液状の原料を反応器に導入し、反応器内を原料液体で満たした。反応器には放電用のアルミ合金製の電極を該ガス化原料の上流側と下流側とから各１本を配設し、該電極間には酸化亜鉛触媒を設置した。なお、電極間距離を６ｍｍとし、略その中間であって２本の電極を結んだ直線上に触媒層の厚み３ｍｍの孔を有した触媒を配置させた。上流側の電極は電源に接続させ、下流側の電極はアースした。
【００５７】
反応器内の温度３０℃にて電極に５ｋＶの電圧を印可したところ、電極間で安定して放電が行われ、改質ガスが生成した。表１の実施例１に発生した改質ガスをガスクロマトグラフにて分析した結果を示す。表１に、実施例２で発生した改質ガスをガスクロマトグラフにて分析した結果を示す。
【００５８】
(結果)
実施例１と比較例とを比べると、実施例１ではメタンおよびＣＯの副生が抑制され、水素濃度が高い値を示した。また、実施例１と比較例２とを比べると、実施例１では、アセトアルデヒドおよびアセトンの副生が抑制され、水素濃度が高い値を示した。本発明によれば副生物を抑えて、水素を主成分とする改質ガスを効率的に製造できた。
【００５９】
実施例２とニッケル系触媒にて改質を行った比較例１とを比べると、実施例２ではメタンおよびＣＯの副生が抑制され、水素濃度が高い値を示した。また、酸化亜鉛系触媒を用いた触媒にて改質を行った比較例２と比べると、アセトアルデヒドおよびアセトンの副生が抑制され、水素濃度が高い値を示した。本発明によれば副生物を抑えて、水素を主成分とする改質ガスを効率的に製造でき、また原料をガス化させることなく直接的に改質ガスが発生できた。
【００６０】
【表１】
2005146311.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の燃料改質装置は、低温でも起動性に優れ、かつ副生成物が少なく高濃度の水素含有ガスを製造でき、特に水素の供給装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の燃料改質装置を示す図であって、特に原料をガス状で供給する場合に好ましく使用できる装置である。
【図２】本発明の燃料改質装置を示す図であって、特に原料を液状で供給する場合に好ましく使用できる装置である。
【符号の説明】
【００６３】
１…燃料タンク、
２…ポンプ、
３…蒸発器、
４…反応器、
５…電極、
６…電極、
７…電源、
８…触媒、
９…改質ガス回収部、
１３…原料導入口
１５…改質ガス排出口。
【図１】
2005146311.tif 000006
【図２】
2005146311.tif 000007