[发明专利]用于加氢/脱氢反应的线材催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于加氢/脱氢反应的线材催化剂(和成形线材催化剂)，h还涉及该线材催化剂(和成形线材催化剂)的制造方法，所述线材催化剂(和成形线材催化剂)在芳族化合物的加氢反应和/或芳族化合物的氢衍生物的脱氢反应中表现出良好的催化活性。

背景技术

近年来，全球变暖被看做一个问题，并且作为清洁能源的燃料电池体系作为化石燃料的替代品而引起关注。特别地，氢气作为这样的燃料电池体系的燃料引起关注。

在使用氢气作为燃料的燃料电池体系中，在产生电力的过程中所排放的仅有水，因此这样的体系作为环境负荷最小(换言之，最为环境友好和清洁)的能源引起人们的关注。

另一方面，在汽油汽车发动机、用于船/机车的柴油发电机等的情况下，通过采用向燃油中添加氢气的“氢气-油共燃烧技术”，可以改善燃料消耗并减少变成环境负荷的物质如CO₂、NOx、CO等的产生。

同时，氢气在常温下为气体并且是可燃性爆炸物。因此，氢气存在存储和运输问题。

因此，目前正在研究能够安全储氢且能够快速响应需求供氢的储氢-供氢体系。

现在，已提出以下方法作为供氢的方法：

A)将氢气储存在气缸或罐中并输送至终端用户的方法，

B)由作为基础设施建立的城市煤气或丙烷气体通过蒸汽重整技术等来制备氢气的方法，

C)利用过剩夜间电力电解H₂O来制备氢气的方法，

D)利用风力、太阳能等产生的电力电解H₂O来制备氢气的方法，

E)利用光合成细菌、厌氧产氢细菌等来制备氢气的方法。

在这些方法中，作为供氢体系，方法(A)是容易可行的，但是由于氢气是可燃性气体，因此预测该体系因安全性问题将逐渐受到限制。

另一方面，在方法(B)的情况下，可以利用现有的气体管道系统。从这个观点来说，该方法可行，但是重整装置在氢气生产率和氢气供应响应方面通常不佳。

此外，存在如作为副产物产生的CO等的毒性成分的纯化/去除会增加处理成本的问题。

在方法(C)-(E)的情况下，氢气需求和供应之间容易出现时间滞后，因此，存在氢气的供应难以遵循由电力需求变化所引起的负荷变化的问题。

为了使具有实际应用可能性的方法B-E得以实现，对可以储存所产生的氢气并且可以将所储存的氢气良好响应于需求地供应至燃料电池体系、内燃机等的有效的储氢/供氢体系进行了研究。

对于这样的体系的实际例子，在日本专利申请公开JP-7-192746和JP-5-270801中，披露了采用储氢合金的体系，和采用如碳纳米管、碳纳米纤维等的碳材料的体系。

此外，在日本专利申请公开JP-4-354544中，披露了一种负载在金属表面上的催化剂结构，所述金属是成形为线状、丝状、细管状、网状或织物状的材料，并且该成形的金属材料具有由氧化铝构成或者包含氧化铝作为其主要组分的表面层。其还披露了铂、钯和钌可以用作催化剂。

通过采用储氢合金，可以构造这样的体系：可以容易地通过温度来控制氢气的储存和提取。但是，每单位重量的合金的氢气储存量小。例如，在典型的储氢合金LaNi的情况下，氢气储存量最多为约3wt％。

此外，氢气的储存或提取速率低，因此，存在响应问题。而且，由于储氢合金自身的问题，所述体系具有该体系的重量和成本不可避免地增加的缺点。

另一方面，在采用碳材料的体系的情况下，具有高储氢量的材料如今正在开发之中，但是储氢量仍然不足。

此外，这些材料难以在工业上大规模地合成，因此，由于所获得的碳材料的成本和质量，该体系仍未达到实用水平。

在上述日本专利申请公开JP-4-354544中，所披露的目的仅仅是提高催化反应(或者每单位体积的催化剂量)。没有关于如何改善催化反应的响应的公开内容。

发明内容

鉴于以上问题，研究出本发明。

因此，本发明的一个目的是提供一种可作为能够良好响应地储氢和/或供氢的催化剂用于储氢/供氢体系的线材催化剂/成形的线材催化剂；和一种用于制造该线材催化剂/成形的线材催化剂的方法。

本发明的另一目的是提供上述线材催化剂/成形的线材催化剂，其中改善了各种形状的可成形性，并且通过形成为自加热型而减轻或消除了使用环境的限制，从而可以简化该体系中的装置以及简化制造过程。

根据本发明的一个方面，设计了用于加氢反应和/或脱氢反应的线材催化剂，并且

所述线材催化剂包含主线材和负载在其上的催化剂材料，其中