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公開番号2024170262
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-06
出願番号2023087329
出願日2023-05-26
発明の名称アンモニア分解装置及びその製造方法
出願人東京窯業株式会社,株式会社キャタラー
代理人個人,個人
主分類C01B 3/04 20060101AFI20241129BHJP(無機化学)
要約【課題】アンモニアの転化率の向上と触媒の寿命の向上を両立させることができるアンモニア分解装置を提供する。
【解決手段】アンモニア分解装置11は、アンモニアのガス導入口13と、アンモニアを分解して水素と窒素を生成する触媒担持ハニカム構造体1と、ガス導出口14と、を備える。触媒担持ハニカム構造体1は、セラミックス製のハニカム構造体と、ハニカム構造体の流路2aに形成され、アンモニアを分解する触媒層3と、ハニカム構造体の側面に形成される電極4a,4bと、を備える。ハニカム構造体に通電する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンモニアのガス導入口と、
アンモニアを分解して水素と窒素を生成する触媒担持ハニカム構造体と、
ガス導出口と、を備え、
前記触媒担持ハニカム構造体は、
セラミックス製のハニカム構造体と、
前記ハニカム構造体の流路に形成され、アンモニアを分解する触媒層と、
前記ハニカム構造体の側面に形成される電極と、を備え、
前記ハニカム構造体に通電するアンモニア分解装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記ハニカム構造体は、炭化珪素を主成分とすると共に、窒素を含有することを特徴とする請求項１に記載のアンモニア分解装置。
【請求項３】
複数の前記触媒担持ハニカム構造体をガスの流れ方向及び／又はガスの流れと垂直方向に配置し、前記触媒担持ハニカム構造体の間に絶縁層を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンモニア分解装置。
【請求項４】
前記アンモニアを分解する触媒は、酸化物からなる触媒担体に、触媒活性種として第６族、第７族、第８族、第９族、第１０族、及び第１１族からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を担持させた触媒であることを特徴とする請求項１に記載のアンモニア分解装置。
【請求項５】
前記酸化物は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、第１族、第２族、及び第３族からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする請求項４に記載のアンモニア分解装置。
【請求項６】
前記酸化物は、２種以上の酸化物を含む複合酸化物であることを特徴とする請求項４又は５に記載のアンモニア分解装置。
【請求項７】
前記酸化物は、ゼオライトであることを特徴とする請求項４又は５に記載のアンモニア分解装置。
【請求項８】
アンモニアを分解して水素と窒素を生成する触媒担持ハニカム構造体を備えるアンモニア分解装置の製造方法であって、
炭化珪素粉末、窒化珪素粉末、カーボンを含むハニカム成形体を焼結してハニカム構造体を作製する工程と、
前記ハニカム構造体の側面に電極を形成する工程と、
前記ハニカム構造体の流路にアンモニアを分解する触媒層を形成する工程と、を備え、
前記ハニカム構造体に通電するアンモニア分解装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアを分解して水素を生成するアンモンニア分解装置及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の地球温暖化に鑑み、水素を燃焼源に利用することに着目した水素社会へ向けた取り組みが本格化している。水素の製造にあたり、アンモニアに注目が集まっている。アンモニアは水素原子と窒素原子から構成されていて、アンモニアの分解反応においてＣＯ
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が発生しないからである。また、水素を供給するための水素ステーションや水素を充填した水素圧力容器が不要だからである。このため、アンモニアを分解して水素と酸素を生成する技術が自動車用燃料電池や工業炉に利用され始めている。
【０００３】
特許文献１には、アンモニアを分解する触媒を金属製のハニカム構造体に担持させ、アンモニアをハニカム構造体の流路に通すことにより、アンモニアを分解して水素と酸素を生成するアンモニア分解装置が開示されている。アンモニアの分解反応は吸熱反応である。アンモニアの分解に必要な熱を供給するため、特許文献１に記載の発明においては、ヒータをハニカム構造体の上流側に接触させ、ヒータによりハニカム構造体に熱を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１９５６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のアンモニア分解装置においては、触媒を担持する金属製のハニカム構造体をヒータに接触させて加熱するので、ハニカム構造体の温度分布を均一にすることができず、アンモニアの転化率の向上と触媒の寿命の向上を両立することができないという課題がある。
【０００６】
これを説明すると、アンモニアの分解反応において、反応温度を上昇させるとアンモニアの転化率を向上させることができる。他方、反応温度を上昇させると触媒の微粒子が成長等して触媒の寿命が短くなる。特許文献１に記載のアンモニア分解装置においては、アンモニアの転化率を向上させようとすると触媒の温度が高い部分の寿命が低下し、触媒の寿命を長くしようとすると触媒の温度が低い部分でのアンモニアの転化率が低下する。
【０００７】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたもので、アンモニアの転化率の向上と触媒の寿命の向上を両立させることができるアンモニア分解装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、アンモニアのガス導入口と、アンモニアを分解して水素と窒素を生成する触媒担持ハニカム構造体と、ガス導出口と、を備え、前記触媒担持ハニカム構造体は、セラミックス製のハニカム構造体と、前記ハニカム構造体の流路に形成され、アンモニアを分解する触媒層と、前記ハニカム構造体の側面に形成される電極と、を備え、前記ハニカム構造体に通電するアンモニア分解装置である。
【０００９】
本発明の他の態様は、アンモニアを分解して水素と窒素を生成する触媒担持ハニカム構造体を備えるアンモニア分解装置の製造方法であって、炭化珪素粉末、窒化珪素粉末、カーボンを含むハニカム成形体を焼結してハニカム構造体を作製する工程と、前記ハニカム構造体の側面に電極を形成する工程と、前記ハニカム構造体の流路にアンモニアを分解する触媒層を形成する工程と、を備え、前記ハニカム構造体に通電するアンモニア分解装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ハニカム構造体を均一に加熱することができるので、アンモニアの転化率の向上と触媒の寿命の向上を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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