(57)【要約】【課題】炭化水素系燃料、特に実燃料から水素を効率良く生成でき、その生成水素の有効利用にも資する水素生成システム及び方法を提供すること。【解決手段】実燃料である炭化水素系燃料からシクロパラフィンを捕集する捕集手段と、該シクロパラフィンを脱水素反応により改質する改質手段と、該改質により得られる水素と副生炭化水素を分離する手段とを備え、これらの手段がこの順で連通しているシステム、及び炭化水素系燃料からシクロパラフィンを捕集し、次いで、このシクロパラフィンを脱水素反応により改質し、水素と副生炭化水素を生成する方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系燃料からシクロパラフィン以外の成分を捕集する捕集手段と、シクロパラフィンを改質する改質手段と、この改質手段からの水素と副生炭化水素を分離する分離手段とを備え、
上記捕集手段、上記改質手段及び上記分離手段がこの順で連通していることを特徴とする水素生成システム。
【請求項２】
更に、上記炭化水素系燃料を貯蔵する燃料タンク及び上記分離手段の下流に配置される内燃機関の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１に記載の水素生成システム。
【請求項３】
上記分離手段からの水素を吸蔵する水素吸蔵手段を備え、この水素吸蔵手段から吸蔵した水素の全部又は一部を脱離させ、上記内燃機関の燃焼室及び／又は排気浄化触媒に該水素を連続又は断続的に供給することを特徴とする請求項２に記載の水素生成システム。
【請求項４】
上記捕集手段が、芳香族系成分、オレフィン系成分、イソパラフィン系成分及びノルマルパラフィン系成分から成る群より選ばれた少なくとも１種の残余成分を吸着する吸着材（Ｉ）を有し、この吸着材（Ｉ）から上記残余成分の全部又は一部を脱離させ、上記燃料タンク及び／又は上記内燃機関の燃焼室に供給することを特徴とする請求項２又は３に記載の水素生成システム。
【請求項５】
上記分離手段が、副生炭化水素を吸着する吸着材（ＩＩ）を有し、この吸着材（ＩＩ）から副生炭化水素を脱離させ、上記燃料タンク及び／又は上記内燃機関の燃焼室に供給することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つの項に記載の水素生成システム。
【請求項６】
上記吸着材（Ｉ）及び／又は吸着材（ＩＩ）からの脱離に、上記内燃機関の排熱を利用することを特徴とする請求項４又は５に記載の水素生成システム。
【請求項７】
炭化水素系燃料からシクロパラフィンを捕集し、次いで、該シクロパラフィンから脱水素反応により水素と副生炭化水素を生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の水素生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素系燃料から水素を生成するシステム及び方法に係り、更に詳細には、自動車用燃料を改質して水素を効率良く生成し、有効利用できる水素生成システム及び水素生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化抑制の観点から、二酸化炭素（ＣＯ２）排出量の削減が求められており、また自動車の内燃機関の効率向上に対する努力も精力的になされている。たとえば、より希薄な燃焼条件で燃焼させるリーンバーン方式の内燃機関が研究されており、燃焼領域の拡大を狙って水素を添加する方法も提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１３８７９９号公報
【０００３】
一方、このようなリーンバーン方式の内燃機関からの排気中には酸素が過剰に含まれているため、従来からの三元触媒では、窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去が不十分になる。そこで、酸素過剰条件でも働くリーンＮＯｘ触媒、ＮＯｘ吸蔵触媒、ＮＯｘ吸着触媒、ＮＯｘ分解触媒など各種触媒の研究が盛んになされてきた（特許文献２及び３参照）。
【特許文献２】特許第３１５４６２０号公報
【特許文献３】特許第２５６２７０２号公報
【０００４】
しかし、これらの触媒を用いた場合、ＮＯｘを十分に還元するには過剰な還元剤が必要となり、そのために例えば還元剤を燃料から供給すると燃費に悪影響を及ぼしてしまう。またＮＯｘを高効率で還元できる温度範囲は十分に広いとは言えない。そこで低温から高温までの広い排気温度条件に対応し得るべく更なる触媒技術の改良が試みられた（特許文献４及び５参照）。
【特許文献４】特許第３９１２３５４号公報
【特許文献５】特許第３８６１３０３号公報
【０００５】
さらに、還元剤として、各種の物質が提案されており、例えば、エタノール（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ）、尿素（（ＮＨ２）２ＣＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び水素等が挙げられる（特許文献６〜９参照）。
【特許文献６】特許第２５１６１４５号公報
【特許文献７】特許第３６３８６３８号公報
【特許文献８】特開２００７−３８１５５号公報
【特許文献９】特許第３９４４５９７号公報
【０００６】
ここで、エタノール及び尿素については、燃料から得ることが難しく別途貯蔵手段を設ける必要があること、触媒上で生成する炭化水素、ＣＯ又はＮＨ３を処理するための手段を要することなどから、システムが複雑かつ大サイズ化することが懸念される。また一酸化炭素及び水素については燃料改質により得ることができるが、改質触媒が必要となるためシステムが複雑になるという不利がある。
【０００７】
ところで、特に水素は極めて優れた還元剤であり、かつ内燃機関の燃焼促進にも有効であることが知られている。したがって、燃料から高効率で水素を発生させることができるコンパクトでかつ低コストな反応装置を実現し、さらに発生した該水素を内燃機関及び排気浄化触媒で利用することができれば、高効率かつクリーンな自動車の実現に大きく貢献できる。
【０００８】
例えば、自動車燃料から水素を取り出すための高効率で、コンパクトかつ低コストな水素発生装置については、特に燃料電池システムにおいて多くの提案がされている（特許文献１０〜１３参照）。また内燃機関を備えた自動車でも、生成した水素の一部を排気系にあるＮＯｘ触媒に供給し、残部を内燃機関に供給するシステムなど、幾つかの提案がされている（特許文献１４参照）。さらに、高効率化を狙って、排気及び排気触媒の熱を利用した燃料の改質方法が提案されている（特許文献１５参照）。
【特許文献１０】特開２００７−１０６６４２号公報
【特許文献１１】特開２００４−２３１４６８号公報
【特許文献１２】特開２００２−１６０９０４号公報
【特許文献１３】特開２００５−２９８２６５号公報
【特許文献１４】特開２００６−２２７３１号公報
【特許文献１５】特開２００５−１２７１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、単一成分のみから成るモデル燃料を用いた改質反応であれば、燃料種によっては比較的低い温度条件、例えば通常走行時の排気ガス温度である３００℃以下の温度でも水素が生成できるものの、各種炭化水素成分を複数種含有する実燃料を用いた場合には、上記のような比較的低い温度条件下で水素を生成することは困難である。含まれている難反応性の炭化水素成分により、触媒表面が覆われる吸着被毒が生じるからである。
【００１０】
すなわち実燃料から水素を生成することは、内燃機関からの排気ガス熱を利用することのみでは難しく、通常の排気ガス温度よりも高い、例えば６５０℃を超えるような温度条件が必要である。そのためエネルギー損失及び装置容量が大きくなり、さらにコスト的にも不利になることが水素利用技術を進める上での大きな問題となっている。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、炭化水素系燃料、特に実燃料から水素を効率良く生成でき、その生成水素の有効利用にも資する水素生成システム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、水素生成に容易に利用できるシクロパラフィンを燃料から取り出し、該シクロパラフィンを脱水素反応に供することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明の水素生成システムは、炭化水素系燃料からシクロパラフィンを捕集する捕集手段と、該シクロパラフィンを脱水素反応により改質する改質手段と、該改質により得られる水素と副生炭化水素を分離する手段とを備え、これらの手段がこの順で連通していることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の水素生成方法は、炭化水素系燃料からシクロパラフィンを捕集し、次いで、このシクロパラフィンを脱水素反応により改質し、水素と副生炭化水素を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、水素生成に容易に利用できるシクロパラフィンを燃料から取り出し、該シクロパラフィンを脱水素反応に供することとしたため、炭化水素系燃料、特に実燃料から水素を効率良く生成でき、その生成水素の有効利用にも資する水素生成システム及び水素生成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の水素生成システムの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書において、濃度、含有量及び配合量などについての「％」は、特記しない限り質量百分率を表すものとする。  
【００１７】
図１は、本発明の水素生成システムの一実施形態を示すシステム構成図である。同図において、この水素生成システムは、捕集手段１０と、改質手段２０と、分離手段３０を備え、これらは上流側からこの順で配置され連通している。
【００１８】
捕集手段１０は炭化水素系燃料からシクロパラフィンを捕集し、改質手段２０はシクロパラフィンを脱水素反応により改質して水素と副生炭化水素を生成し、分離手段３０は生成した水素と副生炭化水素とを分離する機能を有する。
【００１９】
なお、本実施形態の水素生成システムは、捕集手段１０の上流側にポンプ５０を介して配置され炭化水素系燃料を貯蔵する燃料タンク４０と、分離手段３０の下流側に配置された水素吸蔵手段６０と、その下流側に配置された内燃機関７０と、その内燃機関の排気浄化触媒８０を更に備える。
【００２０】
次に、上述の構成要素につき、図１の上流側から順に詳細に説明する。
燃料タンク４０は、上述のように炭化水素系燃料を貯蔵するものであるが、本実施形態において、炭化水素系燃料は、ガソリンや軽油等の従来からの化石燃料だけではなく、バイオエタノールやバイオガソリン等のアルコール燃料をも包含するものである。
【００２１】
ポンプ５０は、燃料タンク４０からの炭化水素系燃料を捕集手段１０に圧送するものである。本実施形態においては、該燃料は捕集手段１０への導入前に気化することもでき、そのための気化器をポンプ５０と捕集手段１０と間に適宜備えることができる。
【００２２】
捕集手段１０は、本実施形態では炭化水素系燃料中のシクロパラフィン以外の残余成分を吸着し、トラップするものである。トラップされないシクロパラフィンのみを次の工程の改質手段２０に供するためである。
本明細書において、シクロパラフィンは、シクロパラフィンのみならず、シクロパラフィン構造を有するメチルシクロヘキサンやエチルシクロヘキサン等の有機ハイドライド等、その内部に存在する水素を容易に外部に放出し得る有機化合物を意味する。また、炭化水素系燃料中の残余成分は、主に芳香族、オレフィン、イソパラフィン及びノルマルパラフィン等を言うが、その他の成分を含んでいてもよい。
【００２３】
更に、本実施形態において、捕集手段１０は上記吸着機能を担う吸着材（Ｉ）を備えており、その吸着材（Ｉ）は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ゼオライト（高Ｓｉ／２Ａｌ比タイプ）、Ａｌ分を含有しないシリカライト等の耐火性無機化合物や活性炭などの吸着剤成分を含むことができる。シクロパラフィンはこれらの吸着剤に対する吸着性に乏しいため、吸着材（Ｉ）を容易にすり抜けて改質手段２０に供される。
【００２４】
一方、シクロパラフィン以外の残余成分である芳香族系成分、オレフィン系成分、イソパラフィン系成分及びノルマルパラフィン系成分等は、上に例示した各吸着剤に対する吸着性が各々で異なる。例えば、２００ｍ２／ｇ以上の比較的高い比表面積を有するγ‐アルミナを吸着剤とする場合では、ｎ−パラフィン成分が強く吸着し、次いでｉ−パラフィン成分、芳香族成分の順となる。
【００２５】
従って、本実施形態の捕集手段１０では、使用される燃料の種類に応じて適宜、吸着剤を選定することが好ましい。またこれらの吸着剤の表面特性の制御のために、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属などを添加することもできる。
【００２６】
粉末形状の上記吸着剤成分は、水及びバインダーと共に混合し、スラリー状にして吸着材（Ｉ）の作製に用いられる。該バインダーとしてはシリカコロイド及びアルミナコロイド等の無機化合物のコロイド溶液を挙げることができる。そして、これらの混合には、通常用いられる分散機、例えばボールミル等が利用でき、該分散機における混合条件、例えば温度、攪拌速度等を制御することで所望粒径のスラリーを得ることができる。
その後、該スラリーをコージェライトセラミックス製等のハニカム状又はフォーム状のモノリス担体に所定量コーティングし、乾燥及び焼成を経て担体表面に固着させることで吸着材（Ｉ）を得ることができる。なお、コーティングの量は、スラリーの粒径などによりコントロールすることができる。
【００２７】
本実施形態では、捕集手段１０において、上述のように吸着材（Ｉ）の吸着剤成分に燃料の残余成分が吸着されるが、そのまま吸着が続くと吸着量は飽和に達する。そのため、吸着容量を超える前に脱離操作を行うことが好ましい。
この脱離操作では、温度及び圧力の変動を利用することが効率的であり、例えば内燃機関の排熱による加熱及び内燃機関の吸気を用いたパージ、並びに排気ガスを用いたパージをすることができる。
【００２８】
例えば、上記パージに用いるパージガスは、図１に示すように、捕集手段１０（吸着材（Ｉ））の入り口から出口に向かって流すことができる。また逆に出口から入り口に向かって流すこともできる。後者の流れ方向は、吸着材（Ｉ）への再吸収を抑制する効果を有するのでより好ましい。そして、パージの出口を、燃料タンク４０及び／又は内燃機関７０の吸気ポート側に連通させれば、脱離した燃料の残余成分は燃料タンク４０及び／又は内燃機関７０に供され、利用することができる。
【００２９】
特に、燃料の残余成分の内燃機関７０への供給は、燃料の燃焼促進のために有益であり、また内燃機関７０の運転状況等に応じて、適宜、適切な特性の燃料成分を優先的に吸着剤から抽出して燃焼させる操作によっても有効利用できる。その操作は、吸着剤の種類並びに温度及び吸気圧力の値によって脱離できる成分が異なることを利用し、以下のように脱離成分を制御することによって実現できる。
【００３０】
例えば、吸着剤成分として２００ｍ２／ｇ以上の比較的高い比表面積を有するγ‐アルミナを用いた場合、芳香族成分、ｉ−パラフィン成分、ｎ−パラフィン成分の順に吸着力が弱く脱離しやすい。この順番は概してオクタン価と相関し、高オクタン価の芳香族成分は脱離し易く、低オクタン価のｎ−パラフィン成分は脱離し難い。従って、この特性を利用して燃料の残余成分をオクタン価の差異に基づいて分離し、オクタン価が制御された成分を適宜供給することができる。また、適宜、温度及びパージガスの圧力を制御することで、その供給量も制御することができる。
【００３１】
改質手段２０は、捕集手段１０から供されたシクロパラフィンを脱水素反応により改質して水素と副生芳香族などの副生炭化水素を生成するものである。以下に例としてシクロヘキサンの脱水素反応を示す。
【化１】
2009143733.tif 000002
また本実施形態において、副生芳香族は、さらに開環してオレフィンを副生する場合がある。
【００３２】
改質手段２０は、通常は脱水素反応に有効な触媒を含んでおり、該触媒を触媒層として備えていてもよい。
かかる触媒としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）などの貴金属及び遷移金属成分を含む触媒を挙げることができる。また、これらの触媒の担持基材としては、比表面積の比較的大きなアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）などの金属酸化物を挙げることができる。更に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、並びに鉄、モリブデン及びタングステン等の遷移金属を添加することで水素生成能を一層高めることができる。
【００３３】
上記触媒については、上述の吸着材（Ｉ）の作製工程と同様に、該触媒粉末をスラリー化し、コージェライトセラミックス製等のハニカム状又はフォーム状のモノリス担体に所定量コーティングし、乾燥及び焼成を経て担体表面に固着させることで触媒層を得ることができる。
【００３４】
一方、改質手段２０が触媒を含まない場合は、非触媒的に水素を生成すためのプラズマ反応器等を改質手段２０に備えることもできる。
【００３５】
分離手段３０は、改質手段２０から供された生成水素と副生炭化水素の混合物から副生炭化水素のみを選択的に吸着しトラップすることで、生成水素と副生炭化水素とを分離するものである。トラップされない生成水素は、下流側に位置する水素吸蔵手段６０に供給される。なお、上述の副生炭化水素には、上述のように副生芳香族が開環して生成したオレフィンが含まれていてもよい。
【００３６】
なお、本実施形態において、分離手段３０は、吸着材（ＩＩ）を備えており、その吸着材（ＩＩ）は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ゼオライト（高Ｓｉ／２Ａｌ比タイプ）、Ａｌ分を含有しないシリカライト等の耐火性無機化合物や活性炭などの吸着剤成分を含む。水素はこれらに対する吸着性に乏しいため、吸着材（ＩＩ）を容易にすり抜けて水素吸蔵手段６０に供される。
【００３７】
粉末形状の上記吸着剤成分は、水及びバインダーと共に混合し、スラリー状にして吸着材（ＩＩ）の作製に用いられる。該バインダーとしてはシリカコロイド及びアルミナコロイド等の無機化合物のコロイド溶液を挙げることができる。そして、これらの混合には、通常用いられる分散機、例えばボールミル等が利用でき、該分散機における混合条件、例えば温度、攪拌速度等を制御することで所望粒径のスラリーを得ることができる。
その後、該スラリーをコージェライトセラミックス製等のハニカム状又はフォーム状のモノリス担体に所定量コーティングし、乾燥及び焼成を経て担体表面に固着させることで吸着材（ＩＩ）を得ることができる。なお、コーティングの量は、スラリーの粒径などによりコントロールすることができる。
【００３８】
また、吸着材（ＩＩ）の温度が下がると副生炭化水素の吸着効率が高まるので、分離手段３０は、吸着材（ＩＩ）の熱を放熱するための熱交換器、例えば気化器（図示せず）を備えることが好ましい。その場合、該気化器に燃料タンク４０からの炭化水素系燃料を経由させて燃料と吸着材（ＩＩ）との間で熱交換を行うことで、吸着材（ＩＩ）の温度を下げると同時に、捕集手段１０に供する燃料を気化することができるので、エネルギーの有効利用の観点からも有利である。
【００３９】
本実施形態では、分離手段３０において、上述のように吸着材（ＩＩ）の吸着剤に副生炭化水素が吸着されるが、そのまま吸着が続くと吸着量は飽和に達する。そのため、吸着容量を超える前に脱離操作を行うことが好ましい。この脱離操作では、温度及び圧力の変動を利用することが効率的であり、例えば内燃機関の排熱による加熱及び内燃機関の吸気を用いたパージ、並びに排気ガスを用いたパージをすることができる。
【００４０】
例えば、上記パージに用いるパージガスは、図１に示すように、分離手段３０（吸着材（ＩＩ））の入り口から出口に向かって流すことができる。また逆に出口から入り口に向かって流すこともできる。後者の流れ方向は、吸着材（ＩＩ）への再吸収を抑制する効果を有するのでより好ましい。そして、パージの出口が、燃料タンク４０及び／又は内燃機関７０の吸気ポート側に連通させることで、脱離した燃料の残余成分は燃料タンク４０及び／又は内燃機関７０に供し、利用することができる。特に内燃機関の高負荷運転時は、オクタン価が高い副生炭化水素は有効な燃料となる。
【００４１】
次に、水素吸蔵手段６０は、分離手段３０から供された生成水素を一旦貯蔵し、該水素を利用する内燃機関７０の燃焼室又は排気浄化触媒８０に該生成水素を連続的に又は断続的に供給するものである。従って上記水素吸蔵手段の下流には、内燃機関７０の吸気ポート側及び排気浄化触媒が連通していることが好ましい。生成水素は内燃機関においては燃焼促進のために、一方排気浄化触媒においては排気中のＮＯｘ還元のために利用できる。なお、「断続的に供給」とは、一定の時間的サイクルに従って何度も反復して使用する意味の他に、所望のタイミングで供給する意味を含む。
【００４２】
また上述の「貯蔵」には、分離手段３０からの生成水素が、貯蔵されることなく該水素吸蔵手段を単に通過することをも含む。
【００４３】
本実施形態において、内燃機関７０では、上述のように、生成水素、捕集手段１０の吸着材（Ｉ）にトラップされた炭化水素系燃料中の残余成分である芳香族、オレフィン、イソパラフィン及びノルマルパラフィン等、並びに分離手段３０の吸着材（ＩＩ）にトラップされた副生炭化水素が、燃料の燃焼促進のために再利用され得る。
【００４４】
また、本実施形態において、内燃機関７０は、排気浄化触媒８０を備えている。該排気浄化触媒では生成水素が利用できるが、その一利用形態を図面を参照して説明する。
【００４５】
図２は、排気浄化触媒への生成水素の供給の一利用形態を示す概略図である。同図に示される排気浄化触媒では、リーンＮＯｘトラップ触媒１００は触媒入り口１０１を備え、その下流のディーゼル・パティキュレート・フィルター（ＤＰＦ）２００は触媒を含み、ＤＰＦ入り口２０１を備える。
【００４６】
本形態では、リーンＮＯｘトラップ触媒１００はリーン燃焼時に排気中のＮＯxをトラップする機能を有するが、トラップの容量が飽和する前に、リーン燃焼からリッチ燃焼に切り替わり、そして触媒入り口１０１に上記の生成水素が供給されることで、より低温の条件から触媒を作動させることができる。このことにより、高効率な排気浄化が実現できるため、例えば同じ触媒性能において、触媒の貴金属量を低減することができるなどのコスト面でも有利となる。
【００４７】
また生成水素は、上記のように直接的に排気浄化反応に利用する以外に、前記ＤＰＦ入り口２０１に供給することで、排気に悪影響を及ぼすことなくＤＰＦ温度を高められるので、効果的にＤＰＦを再生することができる。このことにより、内燃機関の燃費悪化を最小限に抑えることができる。
【００４８】
次に、本実施形態の水素生成システムの動作について説明する。
図１において、まず、燃料タンク４０に貯蔵された炭化水素系燃料は、ポンプ５０によって捕集手段１０に圧送される。その際、上述のように分離手段３０に付設された気化器を経由し、該燃料が気化された後に捕集手段１０に供給してもよい。
【００４９】
捕集手段１０に供された燃料は、シクロパラフィン以外の残余成分が捕集手段に含まれる吸着材（Ｉ）に吸着トラップされることによって、シクロパラフィンが捕集され改質手段２０に供される。なお、トラップされた該残余成分は、上述のようにパージによって吸着剤から脱離した後に、燃料タンク４０及び／又は内燃機関７０に供することができる。
【００５０】
改質手段２０に供されたシクロパラフィンは、改質手段に含まれる触媒層において脱水素反応により改質され、その結果、水素と副生炭化水素を生成する。該水素と副生炭化水素の混合物は、分離手段３０に供される。
【００５１】
分離手段３０に供された上記混合物は、その中に含まれる副生炭化水素及び／又は該芳香族が開環した副生オレフィンが、分離手段に含まれる吸着材（Ｉ）に吸着トラップされることによって生成水素と分離される。分離後の生成水素は、水素吸蔵手段６０に供される。なお、トラップされた副生炭化水素は、上述のようにパージによって脱離した後に、燃料タンク４０及び／又は内燃機関７０に供することができる。
【００５２】
水素吸蔵手段に供された水素は、該水素吸蔵手段に一旦貯蔵されるか、又は該水素吸蔵手段を通過した後に、連続的に及び／又は断続的に内燃機関７０及び／又は排気浄化触媒に供され利用される。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明の水素生成システムのモデル評価装置を用いた実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５４】
（実施例）
吸着材及び触媒を備えた固定床流通式反応装置（図３）を用いて反応試験を行った。燃料は、低硫黄燃料として知られるスウェーデンＣｌａｓｓ１軽油を用いた。吸着材は、吸着剤（比表面積２５０ｍ２／ｇのγ‐アルミナ）を６００ｐｓｉのコージェライト製ハニカムに約１００ｇ／ｌコーティングしたモノリス吸着材を用いた。触媒は、４％Ｐｔ−５％Ｃｓ／γ‐アルミナ（比表面積１６０ｍ２／ｇ）触媒を、同じ６００ｐｓｉのコージェライト製ハニカムに約１００ｇ／ｌコーティングしたモノリス触媒を用いた。吸着材の容量は４ｍｌ、触媒の容量は２．２ｍｌとした。吸着材は触媒の前段に設置した。
【００５５】
Ｃｌａｓｓ１軽油の供給量は、触媒容量に対してＬＨＳＶで３ｈ−１とし、窒素キャリヤーを用いて気化器を通じて十分に燃料を気化させた後、反応器に供給した。反応中の触媒内部温度は２６０℃であった。触媒出口から生成ガスを取り出し、コールドトラップを通じて副生炭化水素を除去した残りのガス中の水素濃度を島津製作所製ＴＣＤ型ガスクロマトグラフィーを用いて定量した。
【００５６】
（比較例）
吸着材を設置しなかったこと以外は、上記実施例と同様の操作で反応試験を行った。
【００５７】
（結果）
実施例の反応試験では、約１２％の濃度の水素が得られたのに対し、比較例の反応試験では、ほとんど水素が検出されなかった。このことから、実施例の反応試験においては、吸着剤によって燃料から難反応性成分が除かれることにより、３００℃以下（すなわち２６０℃）の比較的低い温度条件でも水素を生成しやすい燃料成分から効率的に水素が得られたことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の水素生成システムの概略図である。
【図２】生成水素の排気浄化触媒への供給を示す図である。
【図３】反応試験のためのモデル評価装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    捕集手段
２０    改質手段
３０    分離手段
４０    燃料タンク
５０    ポンプ
６０    水素吸蔵手段
７０    内燃機関
８０    排気浄化触媒
９０    酸化触媒
１００    リーンＮＯＸトラップ触媒
１０１    触媒入り口
２００    ＤＰＦ
２０１    ＤＰＦ入り口
Ａ      水素生成部
【図１】
2009143733.tif 000003
【図２】
2009143733.tif 000004
【図３】
2009143733.tif 000005