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NIMS一般公開2024

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研究内容

Keywords

金属間化合物、触媒、水素製造

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

論文
書籍
口頭発表
その他の文献

所属学会

触媒学会, 日本金属学会

エネルギー・環境材料研究センター
タイトル

水素製造・利用触媒及び水素バリア材料の研究開発

キーワード

水素製造・利用触媒.金属間化合物,合金,水素バリア膜.コーティング

概要

水素社会を構築するため、水素関連材料の高度化・高機能化が不可欠である。ここでは、卑金属主体の金属間化合物や合金を用いて、水素製造・利用反応(メタン及びバイオガスの改質反応、メタネーション等)用高性能触媒の研究開発を行う。さらに、水素液化磁気冷凍システム用の磁性材料等に対し、低コストのコーティング方法による水素バリア性能及び機械的性能の向上を行う。

新規性・独創性

従来の粒状触媒より優れた熱伝導性と触媒性能を有する金属構造体触媒の創製
結晶構造及び微細組織制御により従来の触媒にない優れた触媒性能の実現
低コストのコーティング方法で磁性材料粒子の優れた水素バリア性能の実現

内容

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結晶構造及び微細組織制御により卑金属主体の水素製造・利用触媒の開発を行っている。左図は高セル密度のNiハニカムにNi-Re合金触媒層を被覆した金属構造体触媒およびその表面Ni-Re合金の微細組織を示す。中図はこの構造体触媒のメタンの水蒸気改質に対する触媒活性を示す。表面層の組成と微細組織制御により極めて高い触媒活性と安定性を実現した。さらに、これらの触媒はバイオガスの改質やメタネーションに対し従来の粒状触媒より優れた触媒特性を示す。水素ステーション及び燃料電池等のオンサイト水素製造システムにおいて、都市ガスと灯油等の改質で水素を製造する反応触媒として期待される。また、二酸化炭素と水素からメタンや合成燃料を生成する反応用触媒としても期待できる。
コーティングによる磁性材料粒子の水素バリア性能の向上を行っている。右図は、コーティングによる水素液化磁気冷凍システム用のErCo2粒子の水素バリア性能を著しく改善する結果を示す。コーティングされていないErCo2粒子は室温で高圧水素雰囲気に数時間で水素が侵入されるに対し、コーティングされたErCo2粒子は150時間以上暴露しても水素がほぼ侵入されない。このコーティング技術は水素の運送・貯蔵システムへの応用が期待される。

まとめ

結晶構造及び微細組織制御による新規触媒の創製技術
優れた熱伝導性を有する金属構造体触媒は水素製造・利用反応への応用が可能
磁性材料粒子への水素バリアコーティング技術
実用化に必要な性能の検証

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