JPH11102719A - 一酸化炭素濃度低減装置および一酸化炭素濃度低減方法並びに一酸化炭素選択酸化触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改質反応の活性が充分に高くなる温度範囲を
より広くする、特に、充分に活性が高い温度範囲の下限
を、燃料電池の運転温度により近づける。 【解決手段】 燃料電池装置１０は、改質部３２におい
て、水蒸気改質反応によって水素リッチガスを生成し、
これを燃料ガスとして燃料電池２０に供給する。改質部
３２から排出される水素リッチガスは所定量の一酸化炭
素を含有するため、燃料電池２０に先立ってＣＯ選択酸
化部３４を設け、水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を
低減する。ここで、ＣＯ選択酸化部３４は、主成分であ
るルテニウムに加えてリチウムを含有する一酸化炭素選
択酸化触媒を備えており、燃料電池２０に接続する負荷
が変動するときにも、ＣＯ選択酸化部３４の内部温度の
制御が容易となり、水素リッチガスを燃料電池２０に供
給する際にも水素リッチガスの温度調節が不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一酸化炭素濃度低
減装置および一酸化炭素濃度低減方法に関し、詳しく
は、水素リッチなガス中の一酸化炭素濃度を低減させる
一酸化炭素濃度低減装置および一酸化炭素濃度低減方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水素リッチなガス中の一酸化炭素
濃度を低減させる一酸化炭素濃度低減装置としては、ア
ルミナなどの担体上に担持されたルテニウムからなる触
媒を備える装置が提案されている（例えば、特開平８−
１３３７０１号公報、特開平８−１３３７０２号公報、
特開平８−２１７４０６号公報など）。この装置に水素
リッチガスと所定量の酸素とを導入すると、ルテニウム
からなる触媒が、水素の酸化反応に優先して一酸化炭素
酸化する一酸化炭素選択酸化反応を促進し、水素リッチ
ガス中の一酸化炭素濃度を低減することができる。

【０００３】このような一酸化炭素濃度低減装置は、例
えば、固体高分子型燃料電池やりん酸型燃料電池等を備
える燃料電池装置において用いられる。以下に、これら
の燃料電池で起こる電気化学反応を示す。

【０００４】 Ｈ₂ → ２Ｈ⁺＋２ｅ^- …（１） ２Ｈ⁺＋２ｅ^-＋（１／２）Ｏ₂ → Ｈ₂Ｏ …（２） Ｈ₂＋（１／２）Ｏ₂ → Ｈ₂Ｏ …（３）

【０００５】（１）式は燃料電池のアノードにおける反
応を示し、（２）式は燃料電池のカソードにおける反応
を示し、（３）式は電池全体で行なわれる反応を示す。
ここに示すように、燃料電池の電池反応を進行させるた
めには、その陰極側に水素を含有する燃料ガスを供給
し、その陽極側に酸素を含有する酸化ガスを供給する必
要がある。このとき、これらのガス中に一酸化炭素が混
在していると、混在する一酸化炭素が燃料電池に備えら
れた白金触媒に吸着して触媒としての機能を低下させて
しまう。酸化ガスとしては通常は空気等を用いるため触
媒機能を低下させる量の一酸化炭素が混在しているおそ
れはないが、燃料ガスには少量の一酸化炭素が混在して
しまうため、陰極側で進行する水素の分解反応が阻害さ
れて燃料電池の性能が低下してしまうおそれがある。

【０００６】このように燃料ガスに一酸化炭素が混合し
てしまうのは、燃料ガスを炭化水素の改質によって生成
することに起因する。すなわち、燃料ガスとして純度の
高い水素ガスを用いるのではなく、炭化水素を改質して
生成した水素リッチガスを用いる場合に、上記した一酸
化炭素の問題が生じる。燃料電池に供給する燃料ガスと
して、このような改質ガスを用いる燃料電池システム
は、通常は所定の燃料改質装置を備え、この燃料改質装
置で炭化水素を改質して水素リッチな燃料ガスを生成し
て燃料電池の陰極側に供給する。水素リッチガスを生成
する改質反応の例として、以下にメタノールを水蒸気改
質する反応を示す。

【０００７】 ＣＨ₃ＯＨ → ＣＯ＋２Ｈ₂ …（４） ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ → ＣＯ₂＋Ｈ₂ …（５） ＣＨ₃ＯＨ ＋Ｈ₂Ｏ → ＣＯ₂＋３Ｈ₂ …（６）

【０００８】メタノールの水蒸気改質反応は、従来、
（４）式に示すメタノールの分解反応と、（５）式に示
す一酸化炭素の変成反応とが同時に進行し、全体として
（６）式の反応が起こって二酸化炭素を含有する水素リ
ッチガスが生成されるといわれている。これらの反応が
完全におこなわれるならば最終的に一酸化炭素が生じる
ことはないが、実際の燃料改質装置においては、上記
（５）式の反応を完全に行なわせることは困難であるた
め、燃料改質装置で改質された燃料ガス中には副生成物
としての一酸化炭素が微量に含まれる。

【０００９】また、このような水蒸気改質反応は、一般
的に、Ｃｕ−Ｚｎ触媒などの周知の改質触媒を利用して
進行させるが、このような改質触媒のもとでは、上記し
た水蒸気改質反応と共に、以下の（７）式に示す逆シフ
ト反応が進行し、改質ガス中に微量の一酸化炭素を生成
してしまう。

【００１０】 ＣＯ₂＋Ｈ₂ → ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ …（７）

【００１１】（７）式に示す逆シフト反応は、水蒸気改
質反応によって生じた水素と二酸化炭素から一酸化炭素
を生成する反応である。この逆シフト反応は、水蒸気改
質反応に比べるとごく僅かしか進行しないが、燃料電池
に供給する燃料ガスとして改質ガスを利用する場合のよ
うに、一酸化炭素の濃度がきわめて低いことが要求され
る場合には、逆シフト反応で生じる一酸化炭素が大きく
影響する。

【００１２】従って、燃料電池に燃料ガスを供給する際
には、上記一酸化炭素濃度低減装置によって燃料ガス中
の一酸化炭素濃度の低減が図られていた。一酸化炭素濃
度低減装置内では、既述したように、改質ガス中に多量
に含まれる水素に優先して一酸化炭素を酸化する一酸化
炭素の選択酸化反応が進行する。一酸化炭素の酸化反応
を以下の（８）式に示す。なお、燃料電池に供給される
燃料ガス中に許容される一酸化炭素濃度は、一般的に、
りん酸型燃料電池の場合は数％程度以下であり、固体高
分子型燃料電池の場合には数ｐｐｍ程度以下であるとい
われている。既述したルテニウム触媒を備える一酸化炭
素濃度低減装置に改質ガスを供給し、以下に示す（８）
式で表わした一酸化炭素の選択酸化反応を進行させれ
ば、改質ガス中の一酸化炭素濃度を低減し、充分に一酸
化炭素濃度が低い燃料ガスを燃料電池に供給することが
可能となる。

【００１３】 ＣＯ＋（１／２）Ｏ₂ → ＣＯ₂ …（８）

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既述し
たルテニウム触媒は、一酸化炭素の選択酸化反応を充分
に促進する温度範囲が１４０〜２００℃程度であり、ル
テニウム触媒を備える一酸化炭素濃度低減装置を既述し
た燃料電池装置に組み込んで、燃料電池に供給する燃料
ガス中の一酸化炭素濃度の低減を図った場合、燃料ガス
中の一酸化炭素濃度が充分に低減されなくなることがあ
った。すなわち、一酸化炭素濃度低減装置内の温度が上
記した有効な温度範囲よりも低くなると、触媒の酸化活
性が低下して一酸化炭素の酸化反応が進み難くなり、一
酸化炭素濃度が充分に低減されなくなってしまう。ま
た、一酸化炭素濃度低減装置内の温度が上記有効な温度
範囲よりも高くなると、燃料ガス中に豊富に存在する水
素が酸化されてしまい、混在する微量の一酸化炭素の選
択的な酸化が行なわれ難くなって、一酸化炭素の酸化反
応が充分に行なわれなくなってしまう。そのため充分に
一酸化炭素の濃度を低減するためには、一酸化炭素の選
択酸化反応に供する改質ガス量に応じて一酸化炭素濃度
低減装置の内部温度を制御し、一酸化炭素の選択酸化反
応を上記有効な温度範囲内で進行させる必要がある。

【００１５】特に、一酸化炭素濃度低減装置における処
理量（一酸化炭素濃度低減装置に供給される改質ガス
量）の変動が激しい場合には、一酸化炭素濃度低減装置
の内部温度を所定の温度範囲に保つことが困難となる場
合がある。例えば、一酸化炭素濃度を低減した上記燃料
ガスの供給を受ける燃料電池を車両駆動用の電源として
用いる場合などは、負荷の変動が激しく、負荷の変動に
伴って一酸化炭素濃度低減装置で処理すべき改質ガス量
も大きく増減し、一酸化炭素濃度低減装置の内部温度の
制御が困難になる。ここで、負荷が急激に増大して、こ
れに伴って一酸化炭素濃度低減装置での処理量が増大す
ると、内部の温度が急激に上昇しすぎてしまうおそれが
ある。また、負荷が急激に減少して、これに伴って一酸
化炭素濃度低減装置での処理量が減少すると、内部の温
度が急激に低下しすぎてしまうおそれがある。このよう
に、負荷の変動に伴って、一酸化炭素濃度低減装置の内
部温度が上記した望ましい温度範囲からはずれてしまう
と、既述した不都合を生じ、改質ガス中の一酸化炭素濃
度の低減を効果的に行なうことができなくなる。したが
って、燃料電池の負荷変動がある程度大きい場合に、一
酸化炭素の選択酸化反応の活性を充分に維持するために
は、一酸化炭素選択酸化触媒の有効温度範囲がより広い
ことが望ましい。

【００１６】また、一酸化炭素濃度低減装置から燃料ガ
スの供給を受ける燃料電池の運転温度範囲は、既述した
固体高分子型燃料電池の場合８０〜１００℃であるた
め、一酸化炭素濃度低減装置から燃料電池に供給される
燃料ガスの温度がこの温度範囲よりも高い場合には、一
酸化炭素濃度低減装置から供給される燃料ガスを直接燃
料電池に供給すると、燃料電池の内部温度が非所望の温
度にまで上昇してしまい、不都合を生じる。したがっ
て、一酸化炭素濃度低減装置における酸化反応の温度
（一酸化炭素選択酸化触媒が充分に反応を促進可能とな
る温度として制御された温度）が、上記燃料電池の運転
温度範囲を超える場合には、一酸化炭素濃度低減装置と
燃料電池とを接続する燃料ガスの流路に、所定の熱交換
手段を設け、燃料電池への供給に先立って、予め充分に
燃料ガスを降温させる必要があった。このような熱交換
手段を設けることによって、配管が複雑化したり装置が
大型化するという不都合を生じた。

【００１７】このように、一酸化炭素の選択酸化反応を
促進する触媒は、負荷の変動に充分に対応するために、
一酸化炭素の選択酸化反応を充分に促進することができ
る温度範囲がより広いことが望ましく、特に、温度範囲
の低温側が、燃料電池の運転温度により近いことが望ま
しい。しかしながら、従来知られるルテニウム触媒で
は、一酸化炭素濃度を充分に低減可能となる温度範囲の
低温側は既述したように１４０℃程度であり、燃料電池
の運転温度である１００℃程度の温度範囲においては、
一酸化炭素の選択酸化反応を充分に促進することができ
なかった。

【００１８】本発明の一酸化炭素濃度低減装置および一
酸化炭素濃度低減方法並びに一酸化炭素選択酸化触媒
は、こうした問題を解決し、一酸化炭素選択酸化反応の
活性が充分に高くなる温度範囲をより広くすること、特
に、充分に活性が高い温度範囲の下限を、燃料電池の運
転温度により近づけることを目的としてなされ、次の構
成を採った。

【００１９】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の一酸化炭素濃度低減装置は、水素リッチガス中に
含まれる一酸化炭素を酸化することによって、該一酸化
炭素の濃度を低減する一酸化炭素濃度低減装置であっ
て、前記水素リッチガスの供給を行なう水素リッチガス
供給手段と、前記一酸化炭素を酸化するために用いる酸
素を含有する酸化ガスの供給を行なう酸化ガス供給手段
と、一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化
反応を促進し、主成分としてルテニウムを有する一酸化
炭素選択酸化触媒を備え、前記水素リッチガス供給手段
と前記酸化ガス供給手段から、それぞれ前記水素リッチ
ガスおよび前記酸化ガスの供給を受け、前記一酸化炭素
選択酸化反応によって、前記水素リッチガス中に含まれ
る一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反
応部とを備え、前記一酸化炭素選択酸化触媒は、ルテニ
ウムと共に用いることにより、前記一酸化炭素選択酸化
反応を促進可能な温度範囲を増大させる効果を有するア
ルカリ金属元素をさらに備えることを要旨とする。

【００２０】以上のように構成された本発明の第１の一
酸化炭素濃度低減装置は、前記水素リッチガス供給手段
と前記酸化ガス供給手段から、それぞれ前記水素リッチ
ガスおよび前記酸化ガスの供給を受け、前記一酸化炭素
選択酸化反応によって、前記水素リッチガス中に含まれ
る一酸化炭素を選択的に酸化し、該一酸化炭素の濃度を
低減する。その際、ルテニウムと共に用いることによ
り、前記一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度範囲
を増大させる効果を有するアルカリ金属元素を、主成分
であるルテニウムに加えてさらに備える一酸化炭素選択
酸化触媒を用いて、前記一酸化炭素選択酸化反応を進行
させる。

【００２１】また、本発明の第１の一酸化炭素濃度低減
方法は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を酸化
することによって、該一酸化炭素の濃度を低減する一酸
化炭素濃度低減方法であって、前記水素リッチガスに、
一酸化炭素を酸化するための酸素を含有する酸化ガスを
混合する工程と、一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化
炭素選択酸化反応を促進し、主成分としてルテニウムを
備える一酸化炭素選択酸化触媒であって、前記一酸化炭
素選択酸化反応を促進可能な温度範囲を増大させる効果
を有するアルカリ金属元素をさらに備える触媒を用い
て、前記一酸化炭素選択酸化反応によって、前記酸化ガ
スが混合された前記水素リッチガス中の一酸化炭素を酸
化する工程とからなることを要旨とする。

【００２２】また、本発明の第１の一酸化炭素選択酸化
触媒は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を選択
的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応を促進する一酸化
炭素選択酸化触媒であって、所定の担体上に主成分であ
るルテニウムを担持してなり、前記ルテニウムと共に作
用して、前記一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度
範囲を増大させる効果を有するアルカリ金属元素をさら
に備えることを要旨とする。

【００２３】このような一酸化炭素濃度低減装置、一酸
化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選択酸化触媒によ
れば、一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度範囲が
さらに増大するため、従来知られるルテニウム触媒を用
いる場合に比べて、より広い温度範囲で、水素リッチガ
ス中の一酸化炭素濃度を充分に低減することができる。
したがって、水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を低減
する際に、充分に一酸化炭素濃度が低減される温度範囲
となるように、一酸化炭素選択酸化触媒の温度を制御す
る操作がより容易となる。特に、本発明の一酸化炭素濃
度低減装置において処理量（一酸化炭素濃度低減装置に
供給される水素リッチガス量）が変動する場合、例え
ば、一酸化炭素濃度低減装置によって一酸化炭素濃度を
低減した水素リッチガスを、接続される負荷が変動する
燃料電池に対して、燃料ガスとして供給する場合には、
特に有利である。すなわち、一酸化炭素濃度を低減すべ
き水素リッチガスの量が変動すると、一酸化炭素選択酸
化反応によって生じる熱量が変動し、一酸化炭素選択酸
化触媒の温度が昇降するが、このように触媒温度が変化
しても、充分に一酸化炭素濃度が低減される温度範囲が
広いため、一酸化炭素濃度が充分に低減される状態を安
定して保つことができるという効果を奏する。

【００２４】なお、ルテニウムと共にアルカリ金属を備
えることによるこのような効果は、ルテニウムとアルカ
リ金属が共存することによって、アルカリ金属の有する
Ｓ電子がルテニウムの伝導バンドに移動し、ルテニウム
上に吸着した酸素を解離しやすくする、あるいは、一酸
化炭素を吸着しやすくすることによって、一酸化炭素選
択酸化反応を促進する活性が向上するためと考えられ
る。

【００２５】このような本発明の一酸化炭素濃度低減装
置、一酸化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選択酸化
触媒において、前記アルカリ金属元素は、リチウム、カ
リウムのうちのいずれかであることとしてもよい。

【００２６】このような構成の一酸化炭素濃度低減装
置、一酸化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選択酸化
触媒によれば、一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温
度範囲を、特に低温側に広げることができる。したがっ
て、一酸化炭素濃度を低減した水素リッチガスを、例え
ば固体高分子型燃料電池に対して燃料ガスとして供給す
る場合には、一酸化炭素濃度を低減した水素リッチガス
を燃料電池に供給するのに先だって、水素リッチガスの
温度を降温させる工程を簡略化あるいは省略することが
可能となる。

【００２７】本発明の第２の一酸化炭素濃度低減装置
は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を酸化する
ことによって、該一酸化炭素の濃度を低減する一酸化炭
素濃度低減装置であって、前記水素リッチガスの供給を
行なう水素リッチガス供給手段と、前記一酸化炭素を酸
化するために用いる酸素を含有する酸化ガスの供給を行
なう酸化ガス供給手段と、一酸化炭素を選択的に酸化す
る一酸化炭素選択酸化反応を促進し、主成分としてルテ
ニウムを有する一酸化炭素選択酸化触媒を備え、前記水
素リッチガス供給手段と前記酸化ガス供給手段から、そ
れぞれ前記水素リッチガスおよび前記酸化ガスの供給を
受け、前記一酸化炭素選択酸化反応によって、前記水素
リッチガス中に含まれる一酸化炭素を選択的に酸化する
一酸化炭素選択酸化反応部とを備え、前記一酸化炭素選
択酸化触媒は、ルテニウムと共に用いることにより、前
記一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度範囲を増大
させる効果を有するアルカリ土類金属元素をさらに備え
ることを要旨とする。

【００２８】以上のように構成された本発明の第２の一
酸化炭素濃度低減装置は、前記水素リッチガス供給手段
と前記酸化ガス供給手段から、それぞれ前記水素リッチ
ガスおよび前記酸化ガスの供給を受け、前記一酸化炭素
選択酸化反応によって、前記水素リッチガス中に含まれ
る一酸化炭素を選択的に酸化し、該一酸化炭素の濃度を
低減する。その際、ルテニウムと共に用いることによ
り、前記一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度範囲
を増大させる効果を有するアルカリ土類金属元素を、主
成分であるルテニウムに加えてさらに備える一酸化炭素
選択酸化触媒を用いて、前記一酸化炭素選択酸化反応を
進行させる。

【００２９】また、本発明の第２の一酸化炭素濃度低減
方法は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を酸化
することによって、該一酸化炭素の濃度を低減する一酸
化炭素濃度低減方法であって、前記水素リッチガスに、
一酸化炭素を酸化するための酸素を含有する酸化ガスを
混合する工程と、一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化
炭素選択酸化反応を促進し、主成分としてルテニウムを
備える一酸化炭素選択酸化触媒であって、前記一酸化炭
素選択酸化反応を促進可能な温度範囲を増大させる効果
を有するアルカリ土類金属元素をさらに備える触媒を用
いて、前記一酸化炭素選択酸化反応によって、前記酸化
ガスが混合された前記水素リッチガス中の一酸化炭素を
酸化する工程とからなることを要旨とする。

【００３０】また、本発明の第２の一酸化炭素選択酸化
触媒は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を選択
的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応を促進する一酸化
炭素選択酸化触媒であって、所定の担体上に主成分であ
るルテニウムを担持してなり、前記ルテニウムと共に作
用して、前記一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度
範囲を増大させる効果を有するアルカリ土類金属元素を
さらに備えることを要旨とする。

【００３１】このような一酸化炭素濃度低減装置、一酸
化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選択酸化触媒によ
れば、一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度範囲が
さらに増大するため、従来知られるルテニウム触媒を用
いる場合に比べて、より広い温度範囲で、水素リッチガ
ス中の一酸化炭素濃度を充分に低減することができる。
したがって、本発明の第１の一酸化炭素濃度低減装置、
一酸化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選択酸化触媒
の場合と同様に、一酸化炭素選択酸化触媒の温度を制御
する操作がより容易となり、一酸化炭素濃度を低減すべ
き水素リッチガスの量が変動しても、充分に一酸化炭素
濃度が低減される温度範囲が広いため、一酸化炭素濃度
が充分に低減される状態を安定して保つことができると
いう効果を奏する。

【００３２】このような本発明の第２の一酸化炭素濃度
低減装置、一酸化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選
択酸化触媒において、前記アルカリ土類金属は、バリウ
ムであることとしてもよい。

【００３３】このような一酸化炭素濃度低減装置、一酸
化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選択酸化触媒によ
れば、一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度範囲
を、特に低温側に広げることができる。したがって、一
酸化炭素濃度を低減した水素リッチガスを、例えば固体
高分子型燃料電池に対して燃料ガスとして供給する場合
には、一酸化炭素濃度を低減した水素リッチガスを燃料
電池に供給するのに先だって、水素リッチガスの温度を
降温させる工程を簡略化あるいは省略することが可能と
なる。

【００３４】本発明の第３の一酸化炭素濃度低減装置
は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を酸化する
ことによって、該一酸化炭素の濃度を低減する一酸化炭
素濃度低減装置であって、前記水素リッチガスの供給を
行なう水素リッチガス供給手段と、前記一酸化炭素を酸
化するために用いる酸素を含有する酸化ガスの供給を行
なう酸化ガス導入手段と、一酸化炭素を選択的に酸化す
る一酸化炭素選択酸化反応を促進し、主成分としてルテ
ニウムを有する一酸化炭素選択酸化触媒を備え、前記水
素リッチガス供給手段と前記酸化ガス供給手段から、そ
れぞれ前記水素リッチガスおよび前記酸化ガスの供給を
受け、前記一酸化炭素選択酸化反応によって、前記水素
リッチガス中に含まれる一酸化炭素を選択的に酸化する
一酸化炭素選択酸化反応部とを備え、前記一酸化炭素選
択酸化触媒は、ニッケルをさらに備えることを要旨とす
る。

【００３５】以上のように構成された本発明の第３の一
酸化炭素濃度低減装置は、前記水素リッチガス供給手段
と前記酸化ガス供給手段から、それぞれ前記水素リッチ
ガスおよび前記酸化ガスの供給を受け、前記一酸化炭素
選択酸化反応によって、前記水素リッチガス中に含まれ
る一酸化炭素を選択的に酸化し、該一酸化炭素の濃度を
低減する。その際、主成分であるルテニウムに加えてニ
ッケルをさらに備える一酸化炭素選択酸化触媒を用い
て、前記一酸化炭素選択酸化反応を進行させる。

【００３６】また、本発明の第３の一酸化炭素濃度低減
方法は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を酸化
することによって、該一酸化炭素の濃度を低減する一酸
化炭素濃度低減方法であって、前記水素リッチガスに、
一酸化炭素を酸化するための酸素を含有する酸化ガスを
混合する工程と、一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化
炭素選択酸化反応を促進し、主成分としてルテニウムを
備える一酸化炭素選択酸化触媒であって、ニッケルをさ
らに備える触媒を用いて、前記一酸化炭素選択酸化反応
によって、前記酸化ガスが混合された前記水素リッチガ
ス中の一酸化炭素濃度を低減する工程とからなることを
要旨とする。

【００３７】また、本発明の第３の一酸化炭素選択酸化
触媒は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を選択
的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応を促進する一酸化
炭素選択酸化触媒であって、所定の担体上に主成分であ
るルテニウムを担持してなり、ニッケルをさらに備える
ことを要旨とする。

【００３８】このような一酸化炭素濃度低減装置、一酸
化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選択酸化触媒によ
れば、一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度範囲が
さらに増大するため、従来知られるルテニウム触媒を用
いる場合に比べて、より広い温度範囲で、水素リッチガ
ス中の一酸化炭素濃度を充分に低減することができる。
したがって、本発明の第１および第２の一酸化炭素濃度
低減装置、一酸化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選
択酸化触媒の場合と同様に、一酸化炭素選択酸化触媒の
温度を制御する操作がより容易となり、一酸化炭素濃度
を低減すべき水素リッチガスの量が変動しても、充分に
一酸化炭素濃度が低減される温度範囲が広いため、一酸
化炭素濃度が充分に低減される状態を安定して保つこと
ができるという効果を奏する。また、一酸化炭素選択酸
化反応を促進可能な温度範囲を、特に低温側に広げるこ
とができる。したがって、一酸化炭素濃度を低減した水
素リッチガスを、例えば固体高分子型燃料電池に対して
燃料ガスとして供給する場合には、一酸化炭素濃度を低
減した水素リッチガスの温度を燃料電池に供給するのに
先だって、水素リッチガスの温度を降温させる工程を簡
略化あるいは省略することが可能となる。

【００３９】本発明の第４の一酸化炭素濃度低減装置
は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を酸化する
ことによって、該一酸化炭素の濃度を低減する一酸化炭
素濃度低減装置であって、前記水素リッチガスの供給を
行なう水素リッチガス供給手段と、前記一酸化炭素を酸
化するために用いる酸素を含有する酸化ガスの供給を行
なう酸化ガス導入手段と、一酸化炭素を選択的に酸化す
る一酸化炭素選択酸化反応を促進し、主成分としてルテ
ニウムを有する一酸化炭素選択酸化触媒を備え、前記水
素リッチガス供給手段と前記酸化ガス供給手段から、そ
れぞれ前記水素リッチガスおよび前記酸化ガスの供給を
受け、前記一酸化炭素選択酸化反応によって、前記水素
リッチガス中に含まれる一酸化炭素を選択的に酸化する
一酸化炭素選択酸化反応部とを備え、前記一酸化炭素選
択酸化触媒は、亜鉛をさらに備えることを要旨とする。

【００４０】以上のように構成された本発明の第４の一
酸化炭素濃度低減装置は、前記水素リッチガス供給手段
と前記酸化ガス供給手段から、それぞれ前記水素リッチ
ガスおよび前記酸化ガスの供給を受け、前記一酸化炭素
選択酸化反応によって、前記水素リッチガス中に含まれ
る一酸化炭素を選択的に酸化し、該一酸化炭素の濃度を
低減する。その際、主成分であるルテニウムに加えて亜
鉛をさらに備える一酸化炭素選択酸化触媒を用いて、前
記一酸化炭素選択酸化反応を進行させる。

【００４１】また、本発明の第４の一酸化炭素濃度低減
方法は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を酸化
することによって、該一酸化炭素の濃度を低減する一酸
化炭素濃度低減方法であって、前記水素リッチガスに、
一酸化炭素を酸化するための酸素を含有する酸化ガスを
混合する工程と、一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化
炭素選択酸化反応を促進し、主成分としてルテニウムを
備える一酸化炭素選択酸化触媒であって、亜鉛をさらに
備える触媒を用いて、前記一酸化炭素選択酸化反応によ
って、前記酸化ガスが混合された前記水素リッチガス中
の一酸化炭素濃度を低減する工程とからなることを要旨
とする。

【００４２】また、本発明の第４の一酸化炭素選択酸化
触媒は、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素を選択
的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応を促進する一酸化
炭素選択酸化触媒であって、所定の担体上に主成分であ
るルテニウムを担持してなり、亜鉛をさらに備えること
を要旨とする。

【００４３】このような一酸化炭素濃度低減装置、一酸
化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選択酸化触媒によ
れば、一酸化炭素選択酸化反応を促進可能な温度範囲が
さらに増大するため、従来知られるルテニウム触媒を用
いる場合に比べて、より広い温度範囲で、水素リッチガ
ス中の一酸化炭素濃度を充分に低減することができる。
したがって、本発明の第１ないし第３の一酸化炭素濃度
低減装置、一酸化炭素濃度低減方法および一酸化炭素選
択酸化触媒の場合と同様に、一酸化炭素選択酸化触媒の
温度を制御する操作がより容易となり、一酸化炭素濃度
を低減すべき水素リッチガスの量が変動しても、充分に
一酸化炭素濃度が低減される温度範囲が広いため、一酸
化炭素濃度が充分に低減される状態を安定して保つこと
ができるという効果を奏する。また、一酸化炭素選択酸
化反応を促進可能な温度範囲を、特に低温側に広げるこ
とができる。したがって、一酸化炭素濃度を低減した水
素リッチガスを、例えば固体高分子型燃料電池に対して
燃料ガスとして供給する場合には、一酸化炭素濃度を低
減した水素リッチガスの温度を燃料電池に供給するのに
先だって、水素リッチガスの温度を降温させる工程を簡
略化あるいは省略することが可能となる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の実施の形態を
実施例に基づき説明する。図１は、本発明の要部に対応
するリチウム添加ルテニウム触媒の製造方法を表わす工
程図、図２は、上記リチウム添加ルテニウム触媒を備え
る一酸化炭素濃度低減装置を有する燃料電池装置１０の
構成の概略を表わす説明図である。ここで、本実施例で
用いる一酸化炭素選択酸化触媒は、アルミナペレット上
に、ルテニウムと、ルテニウムよりも少量のリチウムと
を担持させたものであるが、以下の説明では、このよう
な一酸化炭素選択酸化触媒をリチウム添加ルテニウム触
媒と呼ぶことにする。本実施例の燃料電池装置１０は、
一酸化炭素濃度低減装置が備える上記リチウム添加ルテ
ニウム触媒において、高温側はもとより低温側でも、一
酸化炭素選択酸化反応を促進する活性が優れているた
め、燃料電池に接続される負荷が変動しても水素リッチ
ガス中の一酸化炭素濃度を充分に低減可能となってい
る。まず最初に、図１に基づいて、リチウム添加ルテニ
ウム触媒の製造方法を説明し、続いて図２に基づいて、
燃料電池装置１０の構成、および、燃料電池装置１０に
おいて行なわれる水素リッチガス中の一酸化炭素濃度低
減反応について説明する。

【００４５】図１に示すように、リチウム添加ルテニウ
ム触媒を製造するには、まず、粒径が略３ｍｍに形成さ
れた多孔質体であるアルミナペレットを用意し、このア
ルミナペレットを蒸留水に浸漬する（ステップＳ１０
０）。次に、これとは別に酢酸リチウム水溶液を用意
し、上記アルミナペレットを浸漬した蒸留水を撹拌しな
がら、この中に、酢酸リチウム水溶液を徐々に滴下し、
リチウム塩をアルミナに吸着させる（ステップＳ１１
０）。その後、リチウム塩を吸着させたアルミナペレッ
トを乾燥させて水分を除去し（ステップＳ１２０）、さ
らに、このアルミナペレットを、１時間程度２００℃で
加熱して、リチウム担持ペレットを製造した（ステップ
Ｓ１３０）。本実施例では、このようにして、リチウム
をアルミナペレット上に、０．００５ｍｏｌ／リットル
（アルミナペレットの体積当たり、担持させたリチウム
のモル数）の割合で担持させた。引き続き、このリチウ
ム担持ペレットに対して、上記したリチウムを担持させ
る処理と同様の処理を施して、さらにルテニウムを担持
させた。

【００４６】まず、上記リチウム担持ペレットを蒸留水
に浸漬する（ステップＳ１４０）。次に、塩化ルテニウ
ム水溶液を用意し、上記リチウム担持ペレットを浸漬し
た蒸留水を撹拌しながら、この中に、塩化ルテニウム水
溶液を徐々に滴下し、ルテニウム塩をアルミナに吸着さ
せる（ステップＳ１５０）。その後、ルテニウム塩を吸
着させたリチウム担持ペレットを乾燥させて水分を除去
し（ステップＳ１６０）、さらに、このリチウム担持ペ
レットを水素還元雰囲気下で２時間程度５００℃で加熱
して（ステップＳ１７０）、ペレット上のルテニウムを
還元し、リチウム添加ルテニウム触媒を完成した。本実
施例では、このようにして、ルテニウムを、リチウム担
持ペレット上に、０．０３６ｍｏｌ／リットル（アルミ
ナペレットの体積当たり、担持させたルテニウムのモル
数）の割合で担持させた。

【００４７】なお、上記したリチウム添加ルテニウム触
媒の製造方法では、リチウムを担持させるために酢酸リ
チウムを用いたが、他の塩を用いることとしてもよい。
例えば、塩化リチウム，酢酸リチウム，硫化リチウム等
の中から任意に選択することができ、あるいは、これら
の塩を複数組み合わせて用いることとしてもよい。ま
た、アルミナペレットにルテニウムを担持させる際に用
いるルテニウム塩も同様に、塩化ルテニウム以外の塩を
用いることととしてもよい。例えば、硝酸ルテニウム，
ヨウ化ルテニウム，塩化ルテニウム酸，塩化ルテニウム
酸アンモニウム，水酸化ルテニウム，ルテニウム酸カリ
ウム等の中から任意に選択することができ、あるいは、
これらの塩を複数組み合わせて用いることとしてもよ
い。

【００４８】次に、図２に基づいて、本実施例の燃料電
池装置１０の構成について説明する。燃料電池装置１０
は、メタノールタンク１２と、水タンク１４と、燃料改
質装置３０と、燃料電池２０とから構成される。

【００４９】メタノールタンク１２はメタノールを、水
タンク１４は水を貯蔵しており、所定の供給路を介して
燃料改質装置３０にメタノールと水とを供給する。燃料
改質装置３０は、供給されたメタノールおよび水から水
素を含有する燃料ガスを生成する。燃料電池２０は、燃
料改質装置３０が生成する燃料ガスと酸素を含有する酸
化ガスとの供給を受けて電気化学反応を行ない、起電力
を得る。

【００５０】ここで、燃料電池２０は、固体高分子型燃
料電池であり、単セルを複数積層したスタック構造を備
えている。図３は、燃料電池２０が備える単セル２８の
構成を模式的に表わす断面図である。単セル２８は、電
解質膜２１と、アノード２２と、カソード２３と、セパ
レータ２４，２５とから構成されている。

【００５１】アノード２２およびカソード２３は、電解
質膜２１を両側から挟んでサンドイッチ構造を成すガス
拡散電極である。セパレータ２４，２５は、このサンド
イッチ構造をさらに両側から挟みつつ、アノード２２お
よびカソード２３との間に、燃料ガス及び酸化ガスの流
路を形成する。アノード２２とセパレータ２４との間に
は燃料ガス流路２４Ｐが形成されており、カソード２３
とセパレータ２５との間には酸化ガス流路２５Ｐが形成
されている。

【００５２】ここで、電解質膜２１は、固体高分子材
料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン導電
性のイオン交換膜であり、その表面には、触媒としての
白金または白金と他の金属からなる合金が塗布されてい
る。アノード２２およびカソード２３は、炭素繊維から
なる糸で織成したカーボンクロス、あるいは、炭素繊維
からなるカーボンペーパまたはカーボンフエルトにより
形成される。セパレータ２４，２５は、ガス不透過の導
電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とし
た緻密質カーボンにより形成されており、その表面に、
所定の形状のリブ部を形成している。これらのリブは、
アノード２２の表面、あるいはカソード２３の表面と
で、それぞれ、燃料ガス流路２４Ｐおよび酸化ガス流路
２５Ｐを形成する。なお、ここではセパレータ２４とセ
パレータ２５とを分けて記述したが、実際の燃料電池２
０では両面にリブ部を形成したセパレータを用い、隣合
う単セル２８がセパレータを共有する構成とした。

【００５３】以上、燃料電池２０の基本構造である単セ
ル２８の構成について説明した。実際に燃料電池２０と
して組み立てるときには、アノード２２、電解質膜２
１、カソード２３からなる構成の間にセパレータを配置
して単セル２８を複数組積層し（本実施例では１００
組）、その両端に緻密質カーボンや銅板などにより構成
される集電板を配置することによってスタック構造を構
成する。

【００５４】なお、図１では燃料電池２０のアノード側
に供給される燃料ガスの供給系統だけを記載したが、カ
ソード側には図示しない酸化ガス供給装置が接続されて
おり、この酸化ガス供給装置によって加圧空気が供給さ
れている。また、燃料電池２０には、図示しない燃料ガ
ス排出装置および酸化ガス排出装置が接続されており、
各電極での電気化学反応に供された後の燃料排ガスおよ
び酸化排ガスが燃料電池２０の外部に排出される。

【００５５】次に、燃料改質装置３０について説明す
る。燃料改質装置３０は、改質部３２と、ＣＯ選択酸化
部３４と、一酸化炭素センサ４０と、ブロワ３８と、制
御部７０とを主な構成要素とする。改質部３２は、メタ
ノールと水との供給を受けて水素リッチな改質ガスを生
成する。ＣＯ選択酸化部３４は、この改質ガス中の一酸
化炭素を酸化して改質ガス中の一酸化炭素濃度を低減
し、一酸化炭素濃度が所定量以下の燃料ガスにする。一
酸化炭素センサ４０は、改質部３２で生成された改質ガ
スをＣＯ選択酸化部３４に供給する連絡管３６に設けら
れており、改質ガス中の一酸化炭素濃度を検出する。ブ
ロワ３８は、連絡管３６の一酸化炭素センサ４０よりも
下流側に接続された導入管３９を介して連絡管３６に酸
素を含有する酸化ガス（本実施例では空気）を導入す
る。制御部７０は、燃料改質装置３０の各部の運転状態
を制御する。以下に、これら燃料改質装置３０を構成す
る各部についてさらに詳しく説明する。

【００５６】改質部３２は、メタノールタンク１２から
のメタノールと水タンク１４からの水との供給を受け
て、既述した（４）式ないし（６）式に示す水蒸気改質
反応によって、水素と二酸化炭素とを含有する改質ガス
を生成する。既述したように（５）式に示す一酸化炭素
の変成反応は、実際には完全に行なわれることが困難で
あるため、生成された改質ガス中には副生成物としての
一酸化炭素が所定量混在することになる。改質ガス中の
一酸化炭素濃度は、改質部３２に充填される触媒の種
類、改質部３２の運転温度、改質部３２に供給されるメ
タノールおよび水の単位触媒体積当たりの供給流量など
によって決まる。本実施例では、改質部３２に充填する
触媒として、Ｃｕ−Ｚｎ触媒を用いた。

【００５７】このＣｕ−Ｚｎ触媒は、周知の共沈法によ
って製造される酸化金属からなる触媒で、直径１／８イ
ンチのタブレットに成形したものである。改質部３２に
は、このタブレット状のＣｕ−Ｚｎ触媒が充填されてい
る。メタノールおよび水は、改質部３２の上流に設けら
れた図示しない蒸発器において気化され、メタノールお
よび水からなる混合気体は、原燃料ガスとして改質部３
２に供給される。改質部３２内部に導入された原燃料ガ
スは上記Ｃｕ−Ｚｎ触媒と接触し、このＣｕ−Ｚｎ触媒
上では改質反応が進行する。改質反応の進行に伴って水
素と二酸化炭素が生成され、水素リッチな改質ガスが連
絡管３６に供給される。

【００５８】なお、改質部３２で行なわれる改質反応は
全体として吸熱反応であることから（（６）式の反
応）、反応に必要な熱量を得るために改質部３２は図示
しない燃焼部を備えている。この燃焼部は、燃焼のため
の燃料としてメタノールタンク１２からメタノールの供
給を受けている。燃焼部に供給されるメタノール量を制
御することによって、改質部３２の運転温度は２２０℃
〜３００℃の範囲に制御される。ここで、改質部３２は
制御部７０に接続されており、制御部７０によって燃焼
部へのメタノールの供給量や改質部３２へのメタノール
および水の供給量が制御されている。

【００５９】ＣＯ選択酸化部３４は、改質部３２で生成
された改質ガスと酸化ガスとの供給を受けて、改質ガス
中の一酸化炭素を水素に優先して酸化し、改質ガスを一
酸化炭素濃度の低い燃料ガスとする。すなわち、ＣＯ選
択酸化部３４は、燃料改質装置３０における一酸化炭素
濃度低減部として働く。このＣＯ選択酸化部３４の構成
を模式的に表わした説明図を図４に示す。ＣＯ選択酸化
部３４には、一酸化炭素選択酸化触媒として、既述した
リチウム添加ルテニウム触媒、すなわち、リチウムとル
テニウムとを表面に担持させたアルミナペレットが充填
されている。

【００６０】ＣＯ選択酸化部３４に、連絡管３６を介し
て改質部３２から改質ガスが供給されると、改質ガスが
上記リチウム添加ルテニウム触媒の表面を通過する際に
一酸化炭素選択酸化反応が進行し、改質ガス中の一酸化
炭素濃度が低減される。このように一酸化炭素濃度が低
減された改質ガスは、ＣＯ選択酸化部３４から排出され
ると、燃料ガスとして燃料電池２０に供給される。ＣＯ
選択酸化部３４に改質ガスを供給し、一酸化炭素濃度を
低減して得られる燃料ガス中の一酸化炭素濃度は、ＣＯ
選択酸化部３４の運転温度、ＣＯ選択酸化部３４へ供給
される改質ガス中の一酸化炭素濃度、ＣＯ選択酸化部３
４へ供給される改質ガスの単位触媒体積当たりの流量
（空間速度）などによって定まる。

【００６１】一酸化炭素センサ４０は、既述したように
連絡管３６に設けられており、連絡管３６を介してＣＯ
選択酸化部３４に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃
度を検出するセンサである。この一酸化炭素センサ４０
は、制御部７０に接続しており、検出した改質ガス中の
一酸化炭素濃度に関する情報を、制御部７０に対して出
力する。

【００６２】ブロワ３８は、既述したように、ＣＯ選択
酸化部３４に対して一酸化炭素を酸化するために用いる
空気を供給するための装置であるが、制御部７０に接続
しており、制御部７０から駆動信号を受けて所定量の空
気をＣＯ選択酸化部３４に供給する。ここで、制御部７
０は、上記したように、ＣＯ選択酸化部３４に供給され
る改質ガス中の一酸化炭素濃度に関する情報を一酸化炭
素センサ４０から入力しており、この情報に基づいて、
ブロワ３８に対して駆動信号を出力する。したがって、
ＣＯ選択酸化部３４は、供給される改質ガス中の一酸化
炭素濃度に応じた量の空気を、ブロワ３８によって供給
されることができる。

【００６３】制御部７０は、マイクロコンピュータを中
心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定
された制御プログラムに従って所定の演算などを実行す
るＣＰＵ７２と、ＣＰＵ７２で各種演算処理を実行する
のに必要な制御プログラムや制御データなどが予め格納
されたＲＯＭ７４と、同じくＣＰＵ７２で各種演算処理
を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きさ
れるＲＡＭ７６と、一酸化炭素センサ４０の電圧計６２
からの信号などの検出信号を入力すると共にＣＰＵ７２
での演算結果に応じて改質部３２、ＣＯ選択酸化部３
４、ブロワ３８および一酸化炭素センサ４０などに駆動
信号を出力する入出力ポート７８などを備える。

【００６４】以上のように構成された燃料電池装置１０
では、ＣＯ選択酸化部３４が、一酸化炭素選択酸化触媒
として既述したリチウム添加ルテニウム触媒を備えてい
るため、改質部３２から供給される改質ガス中の一酸化
炭素濃度を充分に低減させたガスを、燃料ガスとして燃
料電池２０に供給することができる。ここで、一酸化炭
素選択酸化触媒としてのリチウム添加ルテニウム触媒の
性能を調べた結果を示す。図５は、従来知られる一酸化
炭素選択酸化触媒であるルテニウム触媒と、本実施例の
リチウム添加ルテニウム触媒とについて、種々の温度条
件において、水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を低減
する性能を比較した結果を表わす説明図である。

【００６５】ここで、比較例として用いたルテニウム触
媒は、図１に示したリチウム添加ルテニウム触媒の製造
方法において、ステップＳ１４０からステップＳ１７０
までの工程と同様の工程だけを行ない、アルミナペレッ
ト上にルテニウムだけを担持させて製造したものであ
る。ルテニウムの担持量は、０．０３６ｍｏｌ／リット
ル（アルミナペレットの体積当たり、担持させたルテニ
ウムのモル数）とした。

【００６６】図５に示した一酸化炭素選択酸化触媒の性
能を調べる試験は、以下のように行なった。それぞれの
触媒を、まず、容積約１０ｃｍ³ の反応容器中に充填
し、この触媒を充填した反応容器に対し、燃料電池装置
１０が備える改質部３２からＣＯ選択酸化部３４に対し
て供給される改質ガスにおける一般的な組成を有するモ
デルガスを供給した。使用するモデルガスとしては、ド
ライ状態での組成がＨ₂＝７５％，ＣＯ₂ ＝２４．５
％，ＣＯ＝０．５％のボンベガスを用意し、そのガスを
６０℃の水にてバブリングにより加湿した。このように
加湿することにより、水とメタノールとのモル比［Ｈ₂
Ｏ］／［ＣＨ₃ＯＨ］が値２となる状態でメタノールの
水蒸気改質反応を行なって得た改質ガスと同様の加湿状
態となるようモデルガスの湿度を調節し、さらに一酸化
炭素の酸化剤としての空気を混合して、上記触媒を充填
した反応容器中に導入した。ここで、一酸化炭素の酸化
剤として空気を混合する際には、空気中の酸素と、上記
モデルガス中の一酸化炭素とのモル比［Ｏ₂］／［Ｃ
Ｏ］ が、値３となる量の空気をモデルガス中に混合し
た。なお、上記加湿および空気の混合を行なったモデル
ガスを、上記触媒を充填した反応容器内に導入する際の
ガス流量は、８００ｃｍ³／ｍｉｎ とした。

【００６７】このようにして、本実施例のリチウム添加
ルテニウム触媒と、比較例としてのルテニウム触媒との
それぞれを充填した反応容器に対してモデルガスを導入
し、反応容器内で一酸化炭素の選択酸化反応を進行さ
せ、一酸化炭素濃度が低減された上でそれぞれの反応容
器から排出される改質ガス中の一酸化炭素濃度を、ガス
クロマトグラフにより測定した。このような各触媒にお
ける一酸化炭素濃度を低減する性能を調べる試験は、各
触媒について、１００℃，１４０℃，２００℃の各温度
条件下において行なった。

【００６８】図５に示すように、本実施例のリチウム添
加ルテニウム触媒を用いると、１００℃，１４０℃，２
００℃のいずれの温度条件下においても、水素リッチガ
ス中の一酸化炭素濃度を充分に低減することができた。
比較例として用いた従来知られるルテニウム触媒を用い
る場合には、１４０℃，および２００℃の温度条件下で
は、リチウム添加ルテニウム触媒と同程度に一酸化炭素
濃度を低減することができるが、触媒温度を１００℃と
した場合には、リチウム添加ルテニウム触媒に比べて一
酸化炭素濃度を低減する性能が大きく劣った。したがっ
て、本実施例のリチウム添加ルテニウム触媒によれば、
一酸化炭素濃度を充分に低減可能となる温度範囲が従来
よりもさらに低温側に広がり、１００℃から２００℃の
広い温度範囲において、水素リッチガス中の一酸化炭素
濃度を充分に低減することができる。

【００６９】したがって、このようなリチウム添加ルテ
ニウム触媒を充填したＣＯ選択酸化部３４を備える燃料
電池装置１０では、ＣＯ選択酸化部３４の内部温度の制
御がより容易になり、燃料電池装置１０全体の構成をよ
り簡素化することができる。すなわち、ＣＯ選択酸化部
３４は、水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を充分に低
減可能となる温度範囲がより低温側に広くなっているた
め、ＣＯ選択酸化部３４の出口部付近の温度を従来より
も低くなるように制御しても、水素リッチガス中の一酸
化炭素濃度を充分に低減することができる。したがっ
て、ＣＯ選択酸化部３４から排出される燃料ガスの温度
と、燃料電池２０の運転温度とをより近くすることがで
き、ＣＯ選択酸化部３４から排出された燃料ガスを燃料
電池２０に供給するのに先立って、燃料ガスを降温させ
るための構成をより簡素化したり、省略したりすること
が可能となる。

【００７０】また、本実施例のリチウム添加ルテニウム
触媒は、従来知られるルテニウム触媒と同様に、２００
℃程度の高温下でも充分な活性を有するため、改質部３
２から排出される改質ガスを直接ＣＯ選択酸化部３４内
に導入して、一酸化炭素選択酸化反応に供することがで
きる。すなわち、Ｃｕ−Ｚｎ触媒を備える改質部３２
は、通常２５０〜３００℃の温度範囲で改質反応を進行
するため、改質部３２からＣＯ選択酸化部３４に供給さ
れる改質ガスの温度は約２００℃となり、そのまま一酸
化炭素選択酸化反応に供することができる。ここで、一
酸化炭素選択酸化反応は発熱反応であるため、ＣＯ選択
酸化部３４において、その周囲に冷却水を循環させるな
どの方法で内部を冷却し、全体として内部の触媒温度が
略２００℃以下となり、出口部付近では触媒温度が１０
０℃程度にまで下がるように制御すれば、改質部３２と
ＣＯ選択酸化部３４と燃料電池２０とを接続する配管の
構成全体を簡素化することができる。

【００７１】さらに、本実施例のリチウム添加ルテニウ
ム触媒は、従来知られるルテニウム触媒に比べて、水素
リッチガス中の一酸化炭素濃度を充分に低減することが
できる温度範囲が広いため、ＣＯ選択酸化部３４におけ
る内部の触媒温度として許容される温度範囲が広くな
り、ＣＯ選択酸化部３４内における温度制御が容易にな
るという効果を奏する。このように、ＣＯ選択酸化部３
４における内部の触媒温度として許容される温度範囲が
広くなることによって、燃料電池２０に接続する負荷の
大きさが変動する場合にも、ＣＯ選択酸化部３４は、安
定して一酸化炭素濃度の低減を行なうことが可能とな
る。すなわち、負荷の大きさの変動に伴って、ＣＯ選択
酸化部３４に供給される改質ガス量が変動し、ＣＯ選択
酸化部３４内で進行する一酸化炭素選択酸化反応によっ
て生じる熱量が変動して、ＣＯ選択酸化部３４の内部温
度が昇降しても、ＣＯ選択酸化部３４は、その内部温度
が水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を充分に低減する
ことができる温度範囲からはずれることなく、充分に一
酸化炭素濃度が低い燃料ガスを生成し続けることが可能
となる。

【００７２】上記実施例では、アルミナペレット上にル
テニウムと共にリチウムを担持させたリチウム添加ルテ
ニウム触媒を用いることによって、従来知られるルテニ
ウム触媒を用いる場合に比べて、一酸化炭素選択酸化反
応を促進する活性を充分に有する温度範囲を特に低温側
に広げ、既述した効果を得ることができた。次に、リチ
ウム以外の第２の元素をルテニウムと共に備える触媒に
ついて、上記リチウム添加ルテニウム触媒と同様の効果
を得ることができる例を示す。

【００７３】ルテニウム触媒が有する一酸化炭素選択酸
化反応を促進する活性を、上記リチウムと同様にさらに
向上させる効果を示す第２の元素として、ここでは、リ
チウムと同様にアルカリ金属に属するカリウムと、アル
カリ土類金属に属するバリウムと、ニッケルおよび亜鉛
を用いた。以下の説明では、リチウム添加ルテニウム触
媒の場合と同様に、例えば、第２元素としてカリウムを
備える触媒は、カリウム添加ルテニウム触媒と呼ぶ。

【００７４】まず最初に、ルテニウムと共に上記した第
２元素を備える触媒の製造方法について説明する。いず
れの触媒も、図１に示したリチウム添加ルテニウム触媒
と同様の方法によって製造した。ここで、カリウム添加
ルテニウム触媒は、図１のステップＳ１１０に対応する
工程で、酢酸リチウム水溶液に代えて酢酸カリウム水溶
液を用い、アルミナペレット上にカリウム塩を吸着させ
た。また、バリウム添加ルテニウム触媒は、同じくステ
ップＳ１１０に対応する工程で、酢酸バリウム水溶液を
用い、ニッケル添加ルテニウム触媒は、同じく硝酸ニッ
ケル水溶液を、亜鉛添加ルテニウム触媒は、同じく硝酸
亜鉛水溶液をそれぞれ用い、アルミナペレット上にそれ
ぞれの塩を吸着させた。いずれの触媒においても、既述
したリチウム添加ルテニウム触媒の場合と同様に、０．
００５ｍｏｌ／リットル（アルミナペレットの体積当た
り、担持させたリチウムのモル数）の割合で、アルミナ
ペレット上に第２元素を担持させた。また、０．０３６
ｍｏｌ／リットル（アルミナペレットの体積当たり、担
持させたリチウムのモル数）の割合で、アルミナペレッ
ト上にルテニウムを担持させた。

【００７５】このように製造したリチウム以外の上記第
２元素を添加したルテニウム触媒について、種々の温度
条件において、水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を低
減する性能を比較した結果を、既述したリチウム添加ル
テニウム触媒についての結果と共に図５に示す。ここに
示したのは、既述したリチウム添加ルテニウム触媒の場
合と同様の条件で行なった試験の結果である。図５に示
すように、リチウム以外の上記第２元素を添加したルテ
ニウム触媒は、リチウム添加ルテニウム触媒と同様に、
１００℃，１４０℃，２００℃のいずれの温度条件下に
おいても、水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を充分に
低減することができた。したがって、リチウム以外の上
記第２元素を添加したルテニウム触媒を用いる場合に
も、リチウム添加ルテニウム触媒を用いる場合と同様
に、一酸化炭素濃度を充分に低減可能となる温度範囲が
従来よりもさらに低温側に広がり、１００℃から２００
℃の広い温度範囲において、水素リッチガス中の一酸化
炭素濃度を充分に低減することができる。

【００７６】したがって、このような第２元素を添加し
たルテニウム触媒を、既述した実施例の燃料電池装置１
０と同様の構成を有する燃料電池装置が備えるＣＯ選択
酸化部に適用すれば、燃料電池装置１０の場合と同様
に、ＣＯ選択酸化部の内部温度の制御がより容易にな
り、燃料電池装置全体の構成をより簡素化することがで
きる。すなわち、水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を
充分に低減可能となる温度範囲がより低温側に広くなっ
ているため、ＣＯ選択酸化部の出口部付近の温度を従来
よりも低くなるように制御して、ＣＯ選択酸化部から排
出される燃料ガスの温度と、燃料電池の運転温度とをよ
り近くし、ＣＯ選択酸化部から排出された燃料ガスを燃
料電池に供給するのに先立って、燃料ガスを降温させる
ための構成をより簡素化したり、省略したりすることが
可能となる。

【００７７】また、このような第２元素を添加したルテ
ニウム触媒は、リチウム添加ルテニウム触媒および従来
知られるルテニウム触媒と同様に、２００℃程度の高温
下でも充分な活性を有するため、改質部から排出される
改質ガスを直接ＣＯ選択酸化部内に導入して、一酸化炭
素選択酸化反応に供することができる。したがって、Ｃ
Ｏ選択酸化部において、その周囲に冷却水を循環させる
などの方法で、全体として内部の触媒温度が略２００℃
以下となり、出口部付近では触媒温度が１００℃程度に
まで下がるように制御すれば、改質部とＣＯ選択酸化部
と燃料電池とを接続する配管の構成全体を簡素化するこ
とができる。

【００７８】さらに、上記第２元素を添加したルテニウ
ム触媒は、リチウム添加ルテニウム触媒と同様に、従来
知られるルテニウム触媒に比べて、水素リッチガス中の
一酸化炭素濃度を充分に低減することができる温度範囲
が広いため、ＣＯ選択酸化部における内部の触媒温度と
して許容される温度範囲が広くなり、ＣＯ選択酸化部内
における温度制御が容易になるという効果を奏する。こ
のように、ＣＯ選択酸化部における内部の触媒温度とし
て許容される温度範囲が広くなることによって、既述し
たように、燃料電池に接続する負荷の大きさが変動する
場合にも、ＣＯ選択酸化部は、安定して一酸化炭素濃度
の低減を行なうことが可能となる。

【００７９】ここで、上記第２元素を添加したルテニウ
ム触媒を製造する際には、既述したように、カリウム添
加ルテニウム触媒の場合には酢酸カリウムを、バリウム
添加ルテニウム触媒の場合には酢酸バリウムを、ニッケ
ル添加ルテニウム触媒の場合には硝酸ニッケルを、亜鉛
添加ルテニウム触媒の場合には硝酸亜鉛をそれぞれ用い
たが、他種の化合物を用いることとしてもよい。他の硝
酸塩，酢酸塩，塩化物，硫化物などのなかから適宜選択
すればよい。また、ルテニウムを担体上に担持させるた
めの原材料も、塩化ルテニウムに限らず、既述したリチ
ウム添加ルテニウム触媒の場合と同様に、他種のルテニ
ウム化合物を用いることができる。

【００８０】なお、一酸化炭素選択酸化反応を促進する
触媒であって、ルテニウムと共に第２の元素を備える触
媒として、本願出願人はすでに、白金−ルテニウム合金
触媒を提案している（特開平９−３０８０２号公報）。
この白金−ルテニウム合金触媒を用いる場合にも、従来
知られるルテニウム触媒に比べて一酸化炭素選択酸化反
応を促進する活性を顕著に向上させることができる。上
記したリチウムをはじめとする第２元素を添加したルテ
ニウム触媒は、このような白金−ルテニウム合金触媒に
比べて、以下の点においてさらに優れている。すなわ
ち、一酸化炭素選択酸化反応を行なう場合には、一酸化
炭素選択酸化反応と共に、既述した逆シフト反応が進行
するため、改質ガス中の一酸化炭素濃度を充分に低減す
る際の障害となるおそれがあるが、リチウムをはじめと
する第２元素を添加したルテニウム触媒は、従来知られ
るルテニウム触媒と同様に、一酸化炭素をメタン化する
メタン化活性を有しているために、逆シフト反応で生じ
た一酸化炭素をメタン化して、改質ガス中の一酸化炭素
濃度を充分に低減することができる。以下に、一酸化炭
素のメタン化反応を表わす式を示す。

【００８１】 ＣＯ ＋ ３Ｈ₂ → ＣＨ₄ ＋ Ｈ２Ｏ …（９）

【００８２】（９）式に示した一酸化炭素をメタン化す
る反応を促進する活性は、ルテニウム触媒が本来持って
いる活性であるが、上記したリチウムをはじめとする第
２元素を添加したルテニウム触媒では、第２元素を添加
しても、このようなメタン化反応を促進する活性が充分
に維持される。なお、逆シフト反応は吸熱反応であるた
め、（９）式に示したメタン化反応を促進する効果は、
特に、ＣＯ選択酸化部内に充填した触媒が高温となって
いる領域において顕著に得られる。これに対して、既述
した白金−ルテニウム合金触媒では、既述した逆シフト
反応がさらに活性化されてしまうため、メタン化反応を
促進する活性を有していても、メタン化反応によって改
質ガス中の一酸化炭素濃度をさらに低減するという効果
が損なわれてしまうおそれがある。このように、上記リ
チウムをはじめとする第２元素を添加したルテニウム触
媒は、逆シフト反応で生じた一酸化炭素をメタン化反応
によって充分に消費することができ、白金−ルテニウム
合金触媒に比べて、改質ガス中の一酸化炭素濃度を効果
的に低減することができる。さらに、上記リチウムをは
じめとする第２元素は、白金ほど高価ではないため、こ
れらの第２元素を用いることによって、白金−ルテニウ
ム合金触媒を製造する場合に比べて、一酸化炭素選択酸
化触媒のコストを低く抑えることができる。

【００８３】既述した実施例では、ルテニウムと共に加
える元素であって、リチウムをはじめとする第２元素
を、０．００５ｍｏｌ／リットルの割合で担持させるこ
ととしたが、この担持量は異なる値を選択してもよく、
また、ルテニウムの担持量も、０．０３６ｍｏｌ／リッ
トルの割合で担持させることとしたが、異なる担持量を
選択してもよい。すなわち、既述した実施例では、第２
元素とルテニウムとのモル比を０．１４としたが、異な
る割合としてもよい。第２元素の割合を大きくしすぎる
と、担体上で粒子状となって存在するルテニウムの表面
を第２元素が覆ってしまい、ルテニウムの比表面積を減
少させてしまう。このような場合には、一酸化炭素選択
酸化触媒を備えるＣＯ選択酸化部における処理能力、す
なわち、供給する水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を
充分に低減可能となる最大量の空間速度が小さくなって
しまうおそれがあるが、ＣＯ選択酸化部に供給される水
素リッチガス中の一酸化炭素濃度を低減する処理能力が
充分に確保される範囲で、上記第２元素とルテニウムと
のモル比は０．１４を越える値とすることができる。ま
た、第２元素の割合が小さすぎると、一酸化炭素選択酸
化反応を促進する活性を向上させる効果が不十分となる
おそれがあるが、ルテニウム粒子の近傍に第２元素を均
一に分散させ、第２元素を加えることによる効果が充分
に得られるならば、上記第２元素とルテニウムとのモル
比は０．１４を下回る値としても構わない。第２元素と
ルテニウムとのモル比、すなわち、第２元素およびルテ
ニウムの担持量は、触媒を製造する工程において、第２
元素を含有する塩の水溶液とアルミナペレットとの量の
比率や、ルテニウム塩水溶液とアルミナペレットとの量
の比率を変えることによって、任意の値に調節すること
ができる。

【００８４】また、既述した実施例では、アルミナペレ
ット上に、第２元素を先に、ルテニウムを後に担持させ
ることとしたが、ルテニウムの表面が第２元素で覆われ
て、ルテニウムの比表面積が減少し、既述した不都合を
引き起こしてしまうことがなければ、ルテニウムを担持
後に第２元素を担持させることとしてもよい。あるい
は、触媒を製造する際に、ルテニウムと第２元素とを同
時にアルミナペレット上に担持させることとしてもよ
い。

【００８５】また、既述した実施例で挙げた各一酸化炭
素選択酸化触媒を製造する際に、ルテニウムと第２元素
の合金化の処理をさらに行なうこととしてもよい。ルテ
ニウムと第２元素とを合金化することによって、ルテニ
ウムと第２元素との微視的な位置がより近づくため、一
酸化炭素選択酸化触媒として働く際に、ルテニウムと第
２元素との相互作用がより活発になることが期待でき
る。

【００８６】なお、既述した第２元素を添加したルテニ
ウム触媒の製造は、上記以外の製造方法によってもよ
く、充分な触媒活性が得られればよい。例えば、第２元
素は、既述したようにアルミナペレット上に担持させる
他に、アルミナペレットを製造する工程で予めアルミナ
ペレットに添加しておくこととしてもよい。すなわち、
一酸化炭素選択酸化反応を促進する効果を向上させるこ
とができる程度に、ルテニウムの近傍に、上記第２元素
が存在するように触媒を製造することができればよい。

【００８７】また、担体として、アルミナペレットの代
わりにハニカムを用いてもよい。この場合には、既述し
た実施例と同様の方法で製造した触媒（アルミナペレッ
ト上にルテニウムと第２元素とを担持させた触媒）を粉
砕したものを、メタルハニカム上にコートすることによ
って触媒担持ハニカムを製造したり、あるいは、ハニカ
ムを予めアルミナでコートし、その上に、既述したアル
ミナペレットを用いる場合と同様に、ルテニウムおよび
第２元素を担持させる処理を行なうことによって触媒担
持ハニカムを製造することができる。

【００８８】また、既述した実施例では、一酸化炭素選
択酸化反応を促進する活性を有する触媒金属を担持する
担体としてアルミナを用いたが、他種の担体を用いても
よい。ルテニウムが有する活性である一酸化炭素選択酸
化反応を促進する活性を充分に得ることができ、ルテニ
ウムと共に既述した第２元素を担持させることで、この
活性を充分に確保することができる担体であればよい。

【００８９】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる
様態で実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】リチウム添加ルテニウム触媒の製造方法を表わ
す工程図である。

【図２】燃料電池装置１０の構成の概略を表わす説明図
である。

【図３】燃料電池２０を構成する単セル２８の構成の概
略を示す断面模式図である。

【図４】ＣＯ選択酸化部３４の構成を模式的に表わす説
明図である。

【図５】本発明のルテニウムと第２元素とからなる一酸
化炭素選択酸化触媒と、従来知られるルテニウム触媒と
について、種々の温度で触媒としての性能を比較した結
果を表わす説明図である。

【符号の説明】

１０…燃料電池装置 １２…メタノールタンク １４…水タンク ２０…燃料電池 ２１…電解質膜 ２２…アノード ２３…カソード ２４，２５…セパレータ ２４Ｐ…燃料ガス流路 ２５Ｐ…酸化ガス流路 ２８…単セル ３０…燃料改質装置 ３２…改質部 ３４…ＣＯ選択酸化部 ３６…連絡管 ３８…ブロワ ３９…導入管 ４０…一酸化炭素センサ ７０…制御部 ７２…ＣＰＵ ７４…ＲＯＭ ７６…ＲＡＭ ７８…入出力ポート

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素
   を酸化することによって、該一酸化炭素の濃度を低減す
   る一酸化炭素濃度低減装置であって、 前記水素リッチガスの供給を行なう水素リッチガス供給
   手段と、 前記一酸化炭素を酸化するために用いる酸素を含有する
   酸化ガスの供給を行なう酸化ガス供給手段と、 一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応
   を促進し、主成分としてルテニウムを有する一酸化炭素
   選択酸化触媒を備え、前記水素リッチガス供給手段と前
   記酸化ガス供給手段から、それぞれ前記水素リッチガス
   および前記酸化ガスの供給を受け、前記一酸化炭素選択
   酸化反応によって、前記水素リッチガス中に含まれる一
   酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応部
   とを備え、 前記一酸化炭素選択酸化触媒は、ルテニウムと共に用い
   ることにより、前記一酸化炭素選択酸化反応を促進可能
   な温度範囲を増大させる効果を有するアルカリ金属元素
   をさらに備える一酸化炭素濃度低減装置。
2. 【請求項２】 前記アルカリ金属元素は、リチウム、カ
   リウムのうちのいずれかである請求項１記載の一酸化炭
   素濃度低減装置。
3. 【請求項３】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素
   を酸化することによって、該一酸化炭素の濃度を低減す
   る一酸化炭素濃度低減装置であって、 前記水素リッチガスの供給を行なう水素リッチガス供給
   手段と、 前記一酸化炭素を酸化するために用いる酸素を含有する
   酸化ガスの供給を行なう酸化ガス供給手段と、 一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応
   を促進し、主成分としてルテニウムを有する一酸化炭素
   選択酸化触媒を備え、前記水素リッチガス供給手段と前
   記酸化ガス供給手段から、それぞれ前記水素リッチガス
   および前記酸化ガスの供給を受け、前記一酸化炭素選択
   酸化反応によって、前記水素リッチガス中に含まれる一
   酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応部
   とを備え、 前記一酸化炭素選択酸化触媒は、ルテニウムと共に用い
   ることにより、前記一酸化炭素選択酸化反応を促進可能
   な温度範囲を増大させる効果を有するアルカリ土類金属
   元素をさらに備える一酸化炭素濃度低減装置。
4. 【請求項４】 前記アルカリ土類金属は、バリウムであ
   る請求項３記載の一酸化炭素濃度低減装置。
5. 【請求項５】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素
   を酸化することによって、該一酸化炭素の濃度を低減す
   る一酸化炭素濃度低減装置であって、 前記水素リッチガスの供給を行なう水素リッチガス供給
   手段と、 前記一酸化炭素を酸化するために用いる酸素を含有する
   酸化ガスの供給を行なう酸化ガス導入手段と、 一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応
   を促進し、主成分としてルテニウムを有する一酸化炭素
   選択酸化触媒を備え、前記水素リッチガス供給手段と前
   記酸化ガス供給手段から、それぞれ前記水素リッチガス
   および前記酸化ガスの供給を受け、前記一酸化炭素選択
   酸化反応によって、前記水素リッチガス中に含まれる一
   酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応部
   とを備え、 前記一酸化炭素選択酸化触媒は、ニッケルをさらに備え
   る一酸化炭素濃度低減装置。
6. 【請求項６】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素
   を酸化することによって、該一酸化炭素の濃度を低減す
   る一酸化炭素濃度低減装置であって、 前記水素リッチガスの供給を行なう水素リッチガス供給
   手段と、 前記一酸化炭素を酸化するために用いる酸素を含有する
   酸化ガスの供給を行なう酸化ガス導入手段と、 一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応
   を促進し、主成分としてルテニウムを有する一酸化炭素
   選択酸化触媒を備え、前記水素リッチガス供給手段と前
   記酸化ガス供給手段から、それぞれ前記水素リッチガス
   および前記酸化ガスの供給を受け、前記一酸化炭素選択
   酸化反応によって、前記水素リッチガス中に含まれる一
   酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応部
   とを備え、 前記一酸化炭素選択酸化触媒は、亜鉛をさらに備える一
   酸化炭素濃度低減装置。
7. 【請求項７】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素
   を酸化することによって、該一酸化炭素の濃度を低減す
   る一酸化炭素濃度低減方法であって、 前記水素リッチガスに、一酸化炭素を酸化するための酸
   素を含有する酸化ガスを混合する工程と、 一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応
   を促進し、主成分としてルテニウムを備える一酸化炭素
   選択酸化触媒であって、前記一酸化炭素選択酸化反応を
   促進可能な温度範囲を増大させる効果を有するアルカリ
   金属元素をさらに備える触媒を用いて、前記一酸化炭素
   選択酸化反応によって、前記酸化ガスが混合された前記
   水素リッチガス中の一酸化炭素を酸化する工程とからな
   る一酸化炭素濃度低減方法。
8. 【請求項８】 前記アルカリ金属元素は、リチウム、カ
   リウムのうちのいずれかである請求項７記載の一酸化炭
   素濃度低減方法。
9. 【請求項９】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素
   を酸化することによって、該一酸化炭素の濃度を低減す
   る一酸化炭素濃度低減方法であって、 前記水素リッチガスに、一酸化炭素を酸化するための酸
   素を含有する酸化ガスを混合する工程と、 一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応
   を促進し、主成分としてルテニウムを備える一酸化炭素
   選択酸化触媒であって、前記一酸化炭素選択酸化反応を
   促進可能な温度範囲を増大させる効果を有するアルカリ
   土類金属元素をさらに備える触媒を用いて、前記一酸化
   炭素選択酸化反応によって、前記酸化ガスが混合された
   前記水素リッチガス中の一酸化炭素を酸化する工程とか
   らなる一酸化炭素濃度低減方法。
10. 【請求項１０】 前記アルカリ土類元素は、バリウムで
    ある請求項９記載の一酸化炭素濃度低減方法。
11. 【請求項１１】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭
    素を酸化することによって、該一酸化炭素の濃度を低減
    する一酸化炭素濃度低減方法であって、 前記水素リッチガスに、一酸化炭素を酸化するための酸
    素を含有する酸化ガスを混合する工程と、 一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応
    を促進し、主成分としてルテニウムを備える一酸化炭素
    選択酸化触媒であって、ニッケルをさらに備える触媒を
    用いて、前記一酸化炭素選択酸化反応によって、前記酸
    化ガスが混合された前記水素リッチガス中の一酸化炭素
    濃度を低減する工程とからなる一酸化炭素濃度低減方
    法。
12. 【請求項１２】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭
    素を酸化することによって、該一酸化炭素の濃度を低減
    する一酸化炭素濃度低減方法であって、前記水素リッチ
    ガスに、一酸化炭素を酸化するための酸素を含有する酸
    化ガスを混合する工程と、 一酸化炭素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応
    を促進し、主成分としてルテニウムを備える一酸化炭素
    選択酸化触媒であって、亜鉛をさらに備える触媒を用い
    て、前記一酸化炭素選択酸化反応によって、前記酸化ガ
    スが混合された前記水素リッチガス中の一酸化炭素濃度
    を低減する工程とからなる一酸化炭素濃度低減方法。
13. 【請求項１３】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭
    素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応を促進す
    る一酸化炭素選択酸化触媒であって、 所定の担体上に主成分であるルテニウムを担持してな
    り、 前記ルテニウムと共に作用して、前記一酸化炭素選択酸
    化反応を促進可能な温度範囲を増大させる効果を有する
    アルカリ金属元素をさらに備える一酸化炭素選択酸化触
    媒。
14. 【請求項１４】 前記アルカリ金属は、リチウム、カリ
    ウムのうちのいずれかである請求項１３記載の一酸化炭
    素選択酸化触媒。
15. 【請求項１５】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭
    素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応を促進す
    る一酸化炭素選択酸化触媒であって、 所定の担体上に主成分であるルテニウムを担持してな
    り、 前記ルテニウムと共に作用して、前記一酸化炭素選択酸
    化反応を促進可能な温度範囲を増大させる効果を有する
    アルカリ土類金属元素をさらに備える一酸化炭素選択酸
    化触媒。
16. 【請求項１６】 前記アルカリ度類金属は、バリウムで
    ある請求項１５記載の一酸化炭素選択酸化触媒。
17. 【請求項１７】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭
    素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応を促進す
    る一酸化炭素選択酸化触媒であって、 所定の担体上に主成分であるルテニウムを担持してな
    り、 ニッケルをさらに備える一酸化炭素選択酸化触媒。
18. 【請求項１８】 水素リッチガス中に含まれる一酸化炭
    素を選択的に酸化する一酸化炭素選択酸化反応を促進す
    る一酸化炭素選択酸化触媒であって、 所定の担体上に主成分であるルテニウムを担持してな
    り、 亜鉛をさらに備える一酸化炭素選択酸化触媒。