[发明专利]金属多孔体、包含其的水蒸气重整器和制造金属多孔体的方法

说明书

本发明提供一种金属多孔体，所述金属多孔体具有三维网络结构的骨架，并且所述骨架的外层部具有尺寸小于由所述骨架形成的第一孔隙的第二孔隙，其中所述外层部为金属层，并且在所述外层部中负载有水蒸气重整催化剂。

技术领域

本公开涉及一种金属多孔体、包含其的水蒸气重整器和制造所述金属多孔体的方法。本申请要求于2018年9月14日提交的日本专利申请2018-172252号的优先权，通过引用将其全部内容并入本文中。

背景技术

在用于通过使用内燃机、锅炉或化学反应装置或燃料电池中使用的重整器而产生的废气的净化设备中，使用催化剂来促进期望的化学反应。将催化剂负载在催化剂载体中。催化剂载体所需的性能的实例包含耐热性、耐腐蚀性、耐冲击性、表面积等。主要使用由陶瓷制成的并且具有蜂窝结构的催化剂载体，这是因为其具有优异的耐热性和耐腐蚀性。

根据专利文献1，提出了一种由多孔材料制成的蜂窝结构，所述多孔材料是通过在碳化硅粒子之间保留有孔隙的状态下将作为骨料的碳化硅粒子与作为粘结剂的氮化硅结合而得到的。蜂窝结构体以具有多个单元作为由分隔壁分隔的气体流路的方式构造，并且具有负载在分隔壁中的催化剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公布2004/083148号

发明内容

根据本公开的一个方面的金属多孔体为具有三维网络结构的骨架的金属多孔体，并且所述骨架的外层部具有尺寸小于由所述骨架形成的第一孔隙的第二孔隙，其中所述外层部为金属层，并且在所述外层部中负载有水蒸气重整催化剂。

根据本公开一个方面的水蒸气重整器包含：反应室，其中使含烃的气体与水蒸气反应以产生含有氢气的重整气体；和上述金属多孔体，其中所述金属多孔体被收纳在所述反应室内。

根据本公开一个方面的制造金属多孔体的方法为一种制造上述金属多孔体的方法，所述方法包含：利用第一金属对具有三维网络结构的模板进行镀敷处理的第一镀敷步骤；利用第二金属对经历了所述第一镀敷步骤的所述模板进行镀敷处理的第二镀敷步骤；在所述第一镀敷步骤和/或所述第二镀敷步骤中，将微球与所述第一金属或所述第二金属一起附着到所述模板的表面上的步骤；除去所述微球和所述模板，从而形成金属多孔体的步骤；和将水蒸气重整催化剂负载在所述金属多孔体的表面中的步骤。

附图简述

图1为显示金属多孔体的骨架的一部分的示例结构的示意图。

图2为示意性显示图1中的骨架的一部分的横截面的剖视图。

图3为显示图1中的骨架的一部分的表面的放大示意图。

图4为显示根据本公开一个实施方案的水蒸气重整器的构造的示意图。

图5为示意性显示与根据本公开一个实施方案的水蒸气重整器一起使用的燃料电池的剖视图。

图6为示意性显示图5的燃料电池所具有的单元电池结构体的剖视图。

具体实施方式

[本公开要解决的问题]

以往使用的催化剂载体由陶瓷制成，耐冲击性低。因此，为了确保强度，需要使催化剂载体在一定程度上变厚，这导致高的压力损失。

当使用具有蜂窝结构的催化剂载体如专利文献1中所述的多孔材料时，流过巢室(セル)中心的气体不能与催化剂接触，因此可能会将未反应的气体排出。

本公开的有益效果

根据本公开，能够提供具有三维网络状骨架并且具有优异的耐冲击性的金属多孔体。另外，通过使用上述金属多孔体，能够提供在将烃气体转化为氢气时具有优异的转化效率的水蒸气重整器。