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公開番号2025046703
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023154944
出願日2023-09-21
発明の名称触媒、触媒の製造方法、水素発生装置及び燃料電池システム
出願人デンカ株式会社
代理人弁理士法人IPX
主分類B01J 23/745 20060101AFI20250326BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】水素の発生効率に優れた触媒及びその製造方法、この触媒を備える水素発生装置、並びに水素発生装置を備える燃料電池システムを提供する。
【解決手段】本発明の一態様によれば、水素化ホウ素塩から水素を発生させるのに使用される触媒が提供される。この触媒は、層間アニオン及び層間水分子を有し、鉄を含む層状複水酸化物を主成分として含有する。BET比表面積が40m²/g以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素化ホウ素塩から水素を発生させるのに使用される触媒であって、
層間アニオン及び層間水分子を有し、鉄を含む層状複水酸化物を主成分として含有し、
ＢＥＴ比表面積が４０ｍ
２
／ｇ以上である、触媒。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
請求項１に記載の触媒において、
前記層状複水酸化物の結晶子サイズは、２０ｎｍ以上７０ｎｍ以下である、触媒。
【請求項３】
請求項１に記載の触媒において、
前記層状複水酸化物は、３価の鉄と２価の鉄とを含み、
前記３価の鉄と前記２価の鉄との合計に対する前記３価の鉄の原子数比は、０．７５以下である、触媒。
【請求項４】
請求項１に記載の触媒において、
前記層間アニオンは、炭酸イオン及び乳酸イオンのうちの少なくとも１種を含む、触媒。
【請求項５】
請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の触媒を製造する方法であって、
２価の鉄塩を含む原料を準備する工程と、
前記原料を混合した混合液を調製する工程と、
前記混合液中における前記原料の水熱合成により、前記触媒を得る工程とを備える、触媒の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の触媒の製造方法において、
前記水熱合成は、前記混合液を密閉容器に収容した状態で行われる、触媒の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載の触媒の製造方法において、
前記水熱合成における温度は、５０℃以上３５０℃以下である、触媒の製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載の触媒の製造方法において、
前記水熱合成における時間は、０．５時間以上５０時間以下である、触媒の製造方法。
【請求項９】
請求項５に記載の触媒の製造方法において、
前記２価の鉄塩は、ＦｅＣｌ
２
、Ｆｅ（ＮＯ
３
）
２
、ＦｅＳＯ
４
及びＦｅ（ＣＨ
３
ＣＯＯ）
２
からなる群より選択される少なくとも１種である、触媒の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の触媒の製造方法において、
前記２価の鉄塩は、水和物である、触媒の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒、触媒の製造方法、水素発生装置及び燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
グリーンラスト（ＧＲ）と呼ばれる層状複水酸化物は、アンモニアボランのような水素貯蔵化合物から水素を発生させ得ることが示されている（特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１では、水素貯蔵化合物から水素を発生させる効率を高めることについて十分に検討されておらず、さらなる改良の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－８０３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明では上記事情に鑑み、水素の発生効率に優れた触媒及びその製造方法、この触媒を備える水素発生装置、並びに水素発生装置を備える燃料電池システムを提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、水素化ホウ素塩から水素を発生させるのに使用される触媒が提供される。この触媒は、層間アニオン及び層間水分子を有し、鉄を含む層状複水酸化物を主成分として含有する。ＢＥＴ比表面積が４０ｍ
２
／ｇ以上である。
【０００６】
かかる態様によれば、水素化ホウ素塩から効率よく水素を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の触媒の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
本発明の水素発生装置の一実施形態の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
本発明の触媒は、水素化ホウ素塩から水素を発生させるのに使用される触媒である。ここで、水素化ホウ素塩としては、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素マグネシウム、水素化ホウ素リチウム、アンモニアボラン等が挙げれる。これらの水素化ホウ素塩は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【０００９】
この触媒は、層間アニオン及び層間水分子を有し、鉄を含む層状複水酸化物（ＬＤＨ：ＬａｙｅｒｅｄＤｏｕｂｌｅＨｙｄｒｏｘｉｄｅ）を主成分として含有する。かかる組成を有する触媒は、水素化ホウ素塩から水素を効率よく発生させることができる。
本明細書中において「主成分」とは、複数の成分を含む場合に最も多く含まれる成分をいう。「主成分」以外の成分を「副成分」という。触媒は、主成分である層状複水酸化物のみからなっていてもよいし、主成分とは異なる副成分を含んでいてもよい。
【００１０】
また、触媒のＢＥＴ比表面積は、４０ｍ
２
／ｇ以上程度であり、６０ｍ
２
／ｇ以上２００ｍ
２
／ｇ以下程度であることが好ましく、８０ｍ
２
／ｇ以上１８０ｍ
２
／ｇ以下程度であることがより好ましく、１００ｍ
２
／ｇ以上１６０ｍ
２
／ｇ以下程度であることがさらに好ましい。このように、高いＢＥＴ比表面積を有する触媒は、水素化ホウ素塩（水素化ホウ素又はそのイオン）との接触面積を増大させることができ、よって水素化ホウ素塩からの水素の発生効率をより高めることができる。なお、触媒のＢＥＴ比表面積を上記上限値を超えて大きくしても、それ以上の効果の増大が期待できず、また、このように大きなＢＥＴ比表面積を有する触媒を製造するのには手間を要する。
この触媒のＢＥＴ比表面積は、ＪＩＳＺ８８３０：２０１３「ガス吸着による粉体（固体）の比表面積測定方法」に準拠し、窒素ガスを使用してＢＥＴ一点法により測定することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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