一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的方法及一氧化碳选择氧化催化剂

摘要

用于降低作为燃料汽加入燃料电池的富氢气体中一氧化碳浓度的构造,为满足用于降低一氧化碳浓度的一氧化碳选择氧化的需要,应在更宽的温度范围内保持令人满意的高活性。用于降低加入燃料电池(20)的富氢气体中一氧化碳浓度的CO选择氧化区(34)配有用于选择氧化一氧化碳的催化剂,包含钌作为主要组分,还包含第二元素如锂。此构造能在CO选择氧化区(34)中在更宽的温度范围内使一氧化碳选择氧化的活性保持在令人满意的高水平。

说明书

技术领域

本发明涉及一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的方法、及一氧化碳选择氧化催化剂。更具体地本发明涉及降低富氢气体中所含一氧化碳浓度的一氧化碳浓度降低设备、相应的降低一氧化碳浓度的方法、及用于其中的一氧化碳选择氧化催化剂。

现有技术

已提出的用于降低富氢气体中所含一氧化碳浓度的一氧化碳浓度降低设备利用负载于载体如氧化铝上的钌催化剂(例如JP-A-8-133701、8-133702和8-217406)。富氢气体和预定量的氧气加入这些设备之任一设备中时，所述钌催化剂加速一氧化碳选择氧化反应，使一氧化碳氧化，优先于氢的氧化从而降低所述富氢气体中所含一氧化碳的浓度。

这种一氧化碳浓度降低设备用于燃料电池系统中，所述燃料电池系统包括例如聚合物电解质燃料电池或磷酸盐燃料电池。在这些燃料电池中进行以下电化学反应：

                       (1)

              (2)

                   (3)

反应式(1)表示在所述燃料电池的阳极上进行的反应，反应式(2)表示在所述燃料电池的阴极上进行的反应，反应式(3)表示在整个燃料电池中进行的反应。由这些反应式显而易见，为使所述燃料电池中的反应进行，需要向阳极加入含氢气的气态燃料，向阴极加入含氧气的气体氧化剂。这些气体原料中存在的一氧化碳吸附在燃料电池中所含的铂催化剂上，降低其催化能力。一般用作所述气体氧化剂的空气不含有达到降低所述催化能力这样程度的一氧化碳。另一方面，所述气态燃料一般含有少量的一氧化碳，可能影响在阳极上进行的氢气的离解和降低燃料电池的性能。

气态燃料中存在一氧化碳归因于通过转化烃生产所述气态燃料。因此所用气态燃料不是高纯度的气态氢气而是通过转化烃生产的富氢气体时出现上述一氧化碳问题。用所述转化气体作为加入燃料电池的气态燃料的燃料电池系统一般有燃料转化装置，使烃转化产生富氢气态燃料，加入燃料电池的阳极。以下示出转化反应产生富氢气体的例子，其中使甲醇蒸汽转化：

                   (4)

                  (5)

              (6)

在甲醇的蒸汽转化反应中，反应式(4)所示的甲醇离解和反应式(5)所示的一氧化碳转化同时进行。总体上，发生反应式(6)所示的反应产生含有二氧化碳的富氢气体。如果这些反应进行得完全，则在最后阶段不存在一氧化碳。然而，在实际的燃料转化装置中，式(5)的反应不可能完全地向右转移。因此由燃料转化装置转化的气态燃料含有痕量的一氧化碳作为副产物。

所述蒸汽转化反应一般在已知的转化催化剂如Cu-Zn催化剂存在下进行。然而，在转化催化剂存在下，以下给出的反应式(7)所示的逆向转移反应与上述蒸汽转化反应同时进行，从而在转化气中产生痕量的一氧化碳：

                 (7)

式(7)所示逆向转移反应由所述蒸汽转化反应过程中得到的氢气和二氧化碳产生一氧化碳。该逆向转移反应与所述蒸汽转化反应相比进行得很少。然而，在要求极低一氧化碳浓度的情况下，例如所述转化气用作加入燃料电池的气态燃料时，所述逆向转移反应产生的一氧化碳不可忽略而可能有很大的影响。

因此，在气态燃料加入燃料电池之前，用一氧化碳浓度降低设备降低气态燃料中所含一氧化碳的浓度。在一氧化碳浓度降低设备中，优先于氢气的氧化进行一氧化碳的选择氧化，如上所述在所述转化气中富含氢气。下面给出的反应式(8)示出一氧化碳的氧化反应。加入燃料电池的气态燃料中允许的一氧化碳浓度在磷酸盐燃料电池的情况下不大于百分之几，在聚合物电解质燃料电池的情况下不大于几个ppm。将转化气加入装有钌催化剂的一氧化碳浓度降低设备中，在该设备中进行式(8)所示的一氧化碳的选择氧化。这降低了转化气中所含一氧化碳浓度并确保一氧化碳浓度足够低的气态燃料加入燃料电池。

            (8)

足以加速一氧化碳的选择氧化的钌催化剂的有效温度范围是约140至200℃。并入燃料电池系统中的有钌催化剂的一氧化碳浓度降低设备可能不充分地降低加入燃料电池的气态燃料中所含一氧化碳的浓度。当所述一氧化碳浓度降低设备中的温度变得低于所述有效温度范围时，催化活性下降而不充分地加速一氧化碳的氧化。这导致一氧化碳浓度降低不足。另一方面，当所述一氧化碳浓度降低设备中的温度变得高于所述有效温度范围时，所述气态燃料中富含的氢气被氧化。这干扰共存于所述气态燃料中的痕量一氧化碳的选择氧化。为充分地降低一氧化碳的浓度，需要根据转化气的量调节所述一氧化碳浓度降低设备的内部温度，使转化气经历一氧化碳的选择氧化并使一氧化碳的选择氧化在上述有效温度范围内进行。

尤其是在一氧化碳浓度降低设备中要处理的负荷(即加入一氧化碳浓度降低设备的转化气量)显著变化的情况下，很难使一氧化碳浓度降低设备的内部温度保持在所述有效温度范围内。例如，当接收一氧化碳浓度降低的气态燃料的燃料电池用作驱动机动车的能源时，负荷急剧地变化。负荷的变动显著地改变一氧化碳浓度降低设备中要处理的转化气量。这使调节一氧化碳浓度降低设备的内部温度变得很困难。负荷突然增加导致一氧化碳浓度降低设备中要处理的负荷明显增加，因而可能突然地升高内部温度。同样负荷突然降低导致一氧化碳浓度降低设备中要处理的负荷明显下降，因而可能突然地降低内部温度。在由于负荷的变化导致一氧化碳浓度降低设备的内部温度偏离要求的温度范围的情况下，出现上述问题干扰转化气中一氧化碳浓度的有效降低。因此希望所述一氧化碳选择氧化催化剂有更宽的有效温度范围，以在燃料电池中负荷变化较大的条件下使一氧化碳选择氧化的活性保持在足够的水平。

接收由一氧化碳浓度降低设备供给的气态燃料的燃料电池的驱动温度在聚合物电解质燃料电池的情况下为约80至100℃。当由一氧化碳浓度降低设备加入燃料电池的气态燃料的温度高于所述燃料电池的驱动温度时，气态燃料直接由一氧化碳浓度降低设备加入燃料电池不利地使燃料电池的内部温度增至不希望的水平。在一氧化碳浓度降低设备中进行的氧化反应的温度(即为使一氧化碳选择氧化催化剂充分地加速该反应所调节的温度)超过燃料电池的驱动温度范围的情况下，应在连接所述一氧化碳浓度降低设备与所述燃料电池的气态燃料流路中设置换热装置。该换热装置在气态燃料供给燃料电池之前充分地降低气态燃料的温度。然而，换热装置使管线布置相当复杂而不希望地增加总系统的尺寸。

如上所述，希望用于加速一氧化碳的选择氧化反应的催化剂有更宽的有效温度范围，其中在可能的负荷变化下充分地加速一氧化碳的选择氧化。所述有效温度范围的下限更接近燃料电池的驱动温度是特别优选的。然而，如前面所述在传统使用的钌催化剂的情况下，充分降低一氧化碳浓度的有效温度范围的下限为约140℃。在燃料电池的驱动温度(为约100℃)中所述钌催化剂不能充分地加速一氧化碳的选择氧化反应。

因此以一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的方法和一氧化碳选择氧化催化剂形式实现的本发明目的是要扩大有效温度范围，在此温度范围内一氧化碳选择氧化反应的活性保持足够高，特别是使所述有效温度范围的下限更接近燃料电池的驱动温度。

发明概述

本发明提供第一一氧化碳浓度降低设备，使富氢气体中所含一氧化碳氧化从而降低一氧化碳的浓度。所述第一一氧化碳浓度降低设备包括：加入富氢气体的富氢气体供应装置；加入用于氧化一氧化碳的含氧气体氧化剂的气体氧化剂供应装置；和一氧化碳选择氧化装置，所述一氧化碳氧化装置包含一氧化碳选择氧化催化剂，接收由所述富氢气体供应装置加入的富氢气体和由所述气体氧化剂供应装置加入的气体氧化剂，并通过用于选择性地氧化一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应选择性地氧化所述富氢气体中所含的一氧化碳，其中所述一氧化碳选择氧化催化剂使所述一氧化碳选择氧化反应加速且有钌作为主要组分。在所述第一一氧化碳浓度降低设备中，所述一氧化碳选择氧化催化剂还包括一种碱金属，它与钌组合扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。

如上配置的第一一氧化碳浓度降低设备接收由所述富氢气体供应装置加入的富氢气体和由所述气体氧化剂供应装置加入的气体氧化剂，并通过一氧化碳选择氧化反应选择性地氧化所述富氢气体中所含的一氧化碳，从而降低一氧化碳的浓度。所述一氧化碳选择氧化反应在所述一氧化碳选择氧化催化剂存在下进行，除作为主要组分的钌之外所述催化剂还包括一种碱金属，它与钌组合扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。

本发明还涉及相应的使富氢气体中所含一氧化碳氧化从而降低一氧化碳浓度的第一方法。所述第一方法包括以下步骤：使所述富氢气体与用于氧化一氧化碳的含氧气体氧化剂混合；和利用一氧化碳选择氧化催化剂通过用于选择性地氧化一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应使已与所述气体氧化剂混合的所述富氢气体中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳选择氧化催化剂使所述一氧化碳选择氧化反应加速，有钌作为主要组分，且还包括一种碱金属，它扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。

本发明还涉及相应的第一一氧化碳选择氧化催化剂，它使选择性地氧化富氢气体中所含一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应加速。所述第一一氧化碳选择氧化催化剂有负载于预定载体上的钌作为主要组分，还包括一种碱金属，它与钌组合扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。

本发明所述第一一氧化碳浓度降低设备的配置、降低一氧化碳浓度的第一方法、和第一一氧化碳选择氧化催化剂进一步地扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。与使用钌催化剂的现有技术配置相比，本发明的此配置能在更宽的温度范围内使所述富氢气体中所含一氧化碳的浓度充分地降低。此配置便于将所述一氧化碳选择氧化催化剂的温度调节至充分地降低富氢气体中所含一氧化碳浓度的有效温度范围。当一氧化碳浓度降低设备中要处理的负荷(即加入一氧化碳浓度降低设备中的富氢气体量)变化时，例如通过所述一氧化碳浓度降低设备降低了一氧化碳浓度的富氢气体作为气态燃料加入与之相连的负荷可变的燃料电池时，此配置特别有利。富氢气体(它是降低一氧化碳浓度的目标物)量的变化改变了所述一氧化碳选择氧化反应产生的热值而使所述一氧化碳选择氧化催化剂的温度发生变化。甚至在变化的催化温度条件下，使一氧化碳浓度充分降低的温度范围更宽能稳定地保持充分地降低一氧化碳浓度的状态。

碱金属与钌共存的作用可归因于以下原因。碱金属与钌共存导致碱金属中所含S电子移至钌的导带。这促进吸附在钌上的氧解离或促进一氧化碳吸附在钌上，从而改善使一氧化碳选择氧化反应加速的活性。

根据本发明第一一氧化碳选择氧化催化剂的一种优选应用，所述碱金属以单质形式负载于预定载体上。

根据本发明第一一氧化碳选择氧化催化剂的另一种优选应用，所述碱金属和钌以合金形式负载于预定载体上。

在本发明所述第一一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的第一方法、和第一一氧化碳选择氧化催化剂中，所述碱金属可以是锂和钾之任一。

在本发明所述第一一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的第一方法、和第一一氧化碳选择氧化催化剂中，所述使一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围特别地被延伸至低温。此配置理想地简化或者甚至省去了在一氧化碳浓度已降低的富氢气体作为气态燃料供给例如聚合物电解质燃料电池之前，降低一氧化碳浓度已降低的富氢气体的温度的过程。

本发明提供第二一氧化碳浓度降低设备，使富氢气体中所含一氧化碳氧化从而降低一氧化碳的浓度。所述第二一氧化碳浓度降低设备包括：加入富氢气体的富氢气体供应装置；加入用于氧化一氧化碳的含氧气体氧化剂的气体氧化剂供应装置；和一氧化碳选择氧化装置，所述一氧化碳氧化装置包含一氧化碳选择氧化催化剂，接收由所述富氢气体供应装置加入的富氢气体和由所述气体氧化剂供应装置加入的气体氧化剂，并通过用于选择性地氧化一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应选择性地氧化所述富氢气体中所含的一氧化碳，其中所述一氧化碳选择氧化催化剂使所述一氧化碳选择氧化反应加速且有钌作为主要组分。在所述第二一氧化碳浓度降低设备中，所述一氧化碳选择氧化催化剂还包括一种碱土金属，它与钌组合扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。

如上配置的第二一氧化碳浓度降低设备接收由所述富氢气体供应装置加入的富氢气体和由所述气体氧化剂供应装置加入的气体氧化剂，并通过一氧化碳选择氧化反应选择性地氧化所述富氢气体中所含的一氧化碳，从而降低一氧化碳的浓度。所述一氧化碳选择氧化反应在所述一氧化碳选择氧化催化剂存在下进行，除作为主要组分的钌之外所述催化剂还包括一种碱土金属，它与钌组合扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。

本发明还涉及相应的使富氢气体中所含一氧化碳氧化从而降低一氧化碳浓度的第二方法。所述第二方法包括以下步骤：使所述富氢气体与用于氧化一氧化碳的含氧气体氧化剂混合；和利用一氧化碳选择氧化催化剂通过用于选择性地氧化一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应使已与所述气体氧化剂混合的所述富氢气体中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳选择氧化催化剂使所述一氧化碳选择氧化反应加速，有钌作为主要组分，且还包括一种碱土金属，它扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。

本发明还涉及相应的第二一氧化碳选择氧化催化剂，它使选择性地氧化富氢气体中所含一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应加速。所述第二一氧化碳选择氧化催化剂有负载于预定载体上的钌作为主要组分，还包括一种碱土金属，它与钌组合扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。

本发明所述第二一氧化碳浓度降低设备的配置、降低一氧化碳浓度的第二方法、和第二一氧化碳选择氧化催化剂进一步地扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。与使用钌催化剂的现有技术配置相比，本发明的此配置能在更宽的温度范围内使所述富氢气体中所含一氧化碳的浓度充分地降低。类似上述本发明第一一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的第一方法、和第一一氧化碳选择氧化催化剂，此配置便于调节所述一氧化碳选择氧化催化剂温度的过程。甚至当作为降低一氧化碳浓度的目标物的富氢气体量改变时，使一氧化碳浓度充分降低的温度范围更宽能稳定地保持充分地降低一氧化碳浓度的状态。

根据本发明第二一氧化碳选择氧化催化剂的一种优选应用，所述碱土金属以单质形式负载于预定载体上。

根据本发明第二一氧化碳选择氧化催化剂的另一种优选应用，所述碱土金属和钌以合金形式负载于预定载体上。

在本发明所述第二一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的第二方法、和第二一氧化碳选择氧化催化剂中，所述碱土金属可以是钡。

在本发明所述第二一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的第二方法、和第二一氧化碳选择氧化催化剂中，所述使一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围特别地被延伸至低温。此配置理想地简化或者甚至省去了在一氧化碳浓度已降低的富氢气体作为气态燃料供给例如聚合物电解质燃料电池之前，降低一氧化碳浓度已降低的富氢气体的温度的过程。

本发明提供第三一氧化碳浓度降低设备，使富氢气体中所含一氧化碳氧化从而降低一氧化碳的浓度。所述第三一氧化碳浓度降低设备包括：加入富氢气体的富氢气体供应装置；加入用于氧化一氧化碳的含氧气体氧化剂的气体氧化剂供应装置；和一氧化碳选择氧化装置，所述一氧化碳氧化装置包含一氧化碳选择氧化催化剂，接收由所述富氢气体供应装置加入的富氢气体和由所述气体氧化剂供应装置加入的气体氧化剂，并通过用于选择性地氧化一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应选择性地氧化所述富氢气体中所含的一氧化碳，其中所述一氧化碳选择氧化催化剂使所述一氧化碳选择氧化反应加速且有钌作为主要组分。在所述第三一氧化碳浓度降低设备中，所述一氧化碳选择氧化催化剂还包括镍。

如上配置的第三一氧化碳浓度降低设备接收由所述富氢气体供应装置加入的富氢气体和由所述气体氧化剂供应装置加入的气体氧化剂，并通过一氧化碳选择氧化反应选择性地氧化所述富氢气体中所含的一氧化碳，从而降低一氧化碳的浓度。所述一氧化碳选择氧化反应在所述一氧化碳选择氧化催化剂存在下进行，除作为主要组分的钌之外所述催化剂还包括镍。

本发明还涉及相应的使富氢气体中所含一氧化碳氧化从而降低一氧化碳浓度的第三方法。所述第三方法包括以下步骤：使所述富氢气体与用于氧化一氧化碳的含氧气体氧化剂混合；和利用一氧化碳选择氧化催化剂通过用于选择性地氧化一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应使已与所述气体氧化剂混合的所述富氢气体中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳选择氧化催化剂使所述一氧化碳选择氧化反应加速，有钌作为主要组分，且还包括镍。

本发明还涉及相应的第三一氧化碳选择氧化催化剂，它使选择性地氧化富氢气体中所含一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应加速。所述第三一氧化碳选择氧化催化剂有负载于预定载体上的钌作为主要组分，还包括镍。

本发明所述第三一氧化碳浓度降低设备的配置、降低一氧化碳浓度的第三方法、和第三一氧化碳选择氧化催化剂进一步地扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。与使用钌催化剂的现有技术配置相比，本发明的此配置能在更宽的温度范围内使所述富氢气体中所含一氧化碳的浓度充分地降低。类似上述本发明第一和第二一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的第一和第二方法、和第一和第二一氧化碳选择氧化催化剂，此配置便于调节所述一氧化碳选择氧化催化剂温度的过程。甚至当作为降低一氧化碳浓度的目标物的富氢气体量改变时，使一氧化碳浓度充分降低的温度范围更宽能稳定地保持充分地降低一氧化碳浓度的状态。所述使一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围特别地被延伸至低温。此配置理想地简化或者甚至省去了在一氧化碳浓度已降低的富氢气体作为气态燃料供给例如聚合物电解质燃料电池之前，降低一氧化碳浓度已降低的富氢气体的温度的过程。

本发明提供第四一氧化碳浓度降低设备，使富氢气体中所含一氧化碳氧化从而降低一氧化碳的浓度。所述第四一氧化碳浓度降低设备包括：加入富氢气体的富氢气体供应装置；加入用于氧化一氧化碳的含氧气体氧化剂的气体氧化剂供应装置；和一氧化碳选择氧化装置，所述一氧化碳氧化装置包含一氧化碳选择氧化催化剂，接收由所述富氢气体供应装置加入的富氢气体和由所述气体氧化剂供应装置加入的气体氧化剂，并通过用于选择性地氧化一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应选择性地氧化所述富氢气体中所含的一氧化碳，其中所述一氧化碳选择氧化催化剂使所述一氧化碳选择氧化反应加速且有钌作为主要组分。在所述第四一氧化碳浓度降低设备中，所述一氧化碳选择氧化催化剂还包括锌。

如上配置的第四一氧化碳浓度降低设备接收由所述富氢气体供应装置加入的富氢气体和由所述气体氧化剂供应装置加入的气体氧化剂，并通过一氧化碳选择氧化反应选择性地氧化所述富氢气体中所含的一氧化碳，从而降低一氧化碳的浓度。所述一氧化碳选择氧化反应在所述一氧化碳选择氧化催化剂存在下进行，除作为主要组分的钌之外所述催化剂还包括锌。

本发明还涉及相应的使富氢气体中所含一氧化碳氧化从而降低一氧化碳浓度的第四方法。所述第四方法包括以下步骤：使所述富氢气体与用于氧化一氧化碳的含氧气体氧化剂混合；和利用一氧化碳选择氧化催化剂通过用于选择性地氧化一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应使已与所述气体氧化剂混合的所述富氢气体中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳选择氧化催化剂使所述一氧化碳选择氧化反应加速，有钌作为主要组分，且还包括锌。

本发明还涉及相应的第四一氧化碳选择氧化催化剂，它使选择性地氧化富氢气体中所含一氧化碳的一氧化碳选择氧化反应加速。所述第四一氧化碳选择氧化催化剂有负载于预定载体上的钌作为主要组分，还包括锌。

本发明所述第四一氧化碳浓度降低设备的配置、降低一氧化碳浓度的第四方法、和第四一氧化碳选择氧化催化剂进一步地扩大使所述一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围。与使用钌催化剂的现有技术配置相比，本发明的此配置能在更宽的温度范围内使所述富氢气体中所含一氧化碳的浓度充分地降低。类似上述本发明第一至第三一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的第一至第三方法、和第一至第三一氧化碳选择氧化催化剂，此配置便于调节所述一氧化碳选择氧化催化剂温度的过程。甚至当作为降低一氧化碳浓度的目标物的富氢气体量改变时，使一氧化碳浓度充分降低的温度范围更宽能稳定地保持充分地降低一氧化碳浓度的状态。所述使一氧化碳选择氧化反应加速的有效温度范围特别地被延伸至低温。此配置理想地简化或者甚至省去了在一氧化碳浓度已降低的富氢气体作为气态燃料供给例如聚合物电解质燃料电池之前，降低一氧化碳浓度已降低的富氢气体的温度的过程。

附图简述

图1为说明添加锂的钌催化剂制备方法的流程图；

图2为说明燃料电池系统10的结构的示意图；

图3为示意地说明燃料电池堆20中所含单元电池28的结构的剖视图；

图4为说明CO选择氧化装置34的结构的示意图；和

图5示出本发明含有钌和第二元素的各种一氧化碳选择氧化催化剂和已知钌催化剂在不同温度下的性能。

最佳实施方式

为使如上所述本发明的配置、功能和效果更清楚，以实施方案形式描述本发明的最佳实施方式。图1为说明添加锂的钌催化剂的制备方法的流程图，其对应于本发明主要部分。图2为说明包括一氧化碳浓度降低设备的燃料电池系统10的结构的示意图，该设备使用所述添加锂的钌催化剂。该实施方案中所用一氧化碳选择氧化催化剂是使一定量的钌和少量锂负载于氧化铝球粒上得到的。以下描述中此一氧化碳选择氧化催化剂称为添加锂的钌催化剂。在此实施方案的燃料电池系统10中，包含在一氧化碳浓度降低设备中的所述添加锂的钌催化剂在高温以及低温下有极好的使一氧化碳选择氧化反应加速的活性。甚至在与燃料电池相连的负荷改变时，此配置也充足地降低富氢气体中所含一氧化碳的浓度。下面先结合图1描述添加锂的钌催化剂的制备方法，然后结合图2描述燃料电池系统10的结构和燃料电池系统10中进行的降低富氢气体中所含一氧化碳浓度的反应。

如图1所示，所述添加锂的钌催化剂的制备方法先提供多孔氧化铝球粒(已制成有约3mm的平均粒径)并将所述氧化铝球粒浸入蒸馏水中(步骤S100)。单独提供乙酸锂水溶液，在搅拌下将所述乙酸锂水溶液滴入有氧化铝球粒浸于其中的所述蒸馏水中，使所述锂盐吸附在氧化铝球粒上(步骤S110)。随后使有锂盐吸附在其上的氧化铝球粒干燥，以除去所含水分(步骤S120)，将所述氧化铝球粒在200℃加热约1小时(步骤S130)。这得到有锂负载于其上的氧化铝球粒。此实施方案的步骤导致锂以0.005mol/l(负载锂的摩尔数/氧化铝球粒的体积)的比率负载于氧化铝球粒上。然后进行与使锂负载于氧化铝球粒上的上述处理类似的处理进一步使钌负载于氧化铝球粒上。

使所述载有锂的球粒浸于蒸馏水中(步骤S140)。提供氯化钌水溶液，在搅拌下将所述氯化钌水溶液滴入有所述载有锂的球粒浸于其中的所述蒸馏水中，使所述钌盐吸附在氧化铝球粒上(步骤S150)。随后使有钌盐吸附在其上的载有锂的球粒干燥，以除去所含水分(步骤S160)，将所述载有锂的球粒在氢气还原气氛中在500℃加热约2小时(步骤S170)。使所述球粒上的钌还原，得到添加锂的钌催化剂。此实施方案的步骤导致钌以0.036mol/l(负载钌的摩尔数/氧化铝球粒的体积)的比率负载于所述载有锂的球粒上。

上述添加锂的钌催化剂的制备方法使用乙酸锂使锂负载于氧化铝球粒上。但也可用其它盐代替。用于此的锂盐可以是选自氯化锂、乙酸锂和硫化锂的任何盐或这些盐的任何组合。同样用于使钌负载于氧化铝球粒上的钌盐不限于氯化钌。用于此的钌盐可以是选自硝酸钌、碘化钌、氯钌酸、氯钌酸铵、氢氧化钌和钌酸钾的任何盐或这些盐的任何组合。

图2描述了该实施方案的燃料电池系统10的结构。燃料电池系统10包括甲醇罐12、水罐14、燃料转化装置30和燃料电池堆20。

甲醇罐12是甲醇的储存器，水罐14是水的储存器。通过一些供应管线将甲醇和水加入燃料转化装置30。燃料转化装置30由甲醇和水生产含氢气态燃料。燃料电池20接收由燃料转化装置30产生的气态燃料和含氧气体氧化剂，通过电化学反应产生电动势。

燃料电池20是聚合物电解质燃料电池，有层叠多个单元电池得到的堆结构。图3为示意地说明燃料电池堆20中所含单元电池28的结构的剖视图。单元电池28包括电解质隔膜21、阳极22、阴极23、和一对隔板24和25。

阳极22和阴极23是设置在电解质隔膜21两边而呈夹心式结构的气体扩散电极。隔板24和25进一步设置在所述夹心式结构的两边，分别与阳极22和阴极23相连形成气态燃料的流道和气体氧化剂的流道。气态燃料的流道24P由阳极22和隔板24限定，而气体氧化剂的流道25P由阴极23和隔板25限定。

电解质隔膜21是由固态聚合物例如氟树脂组成的质子传导性离子交换膜，涂有起催化剂作用的铂或含铂合金。阳极22和阴极23由碳纤维纱织成的碳布、碳纤维的碳纸或碳毡组成。隔板24和25由不透气导电材料例如通过压制碳产生的不透气致密碳组成，在其表面有预定形状的肋。这些肋与阳极22的表面和阴极23的表面组合分别形成气态燃料的流道24P和气体氧化剂的流道25P。虽然这里将隔板24和25描述成独立元件，但在实际的燃料电池20中两面有肋的一个隔板设置在相邻的单元电池28之间。

如上所述构造单元电池28，它是燃料电池堆20的基本单元。多组(此实施方案中100组)单元电池28以这样的方式层叠使一个隔板设置在相邻电极-隔膜组件(包括阳极22、电解质隔膜21和阴极23)之间从而构成燃料电池组件。一对由致密碳或铜组成的汇流板设置在燃料电池组件两边。这样完成了燃料电池堆20。

在图1中，仅清楚地示出加入燃料电池20的阳极的气态燃料供应系统。未示出的气体氧化剂供应体系与燃料电池20的阴极相连以提供加压空气。未示出的气态燃料排放系统和未示出的气体氧化剂排放系统也与燃料电池20相连，以在各电极上进行电化学反应后由燃料电池20排放出废燃料气和废气体氧化剂。

燃料转化装置30主要包括转化器32、CO选择氧化装置34、一氧化碳传感器40、鼓风机38、和控制器70。转化器32接收甲醇和水的供应，产生富氢转化气。CO选择氧化装置34使所述转化气中所含一氧化碳氧化，以降低转化气中所含一氧化碳的浓度，从而产生一氧化碳浓度已降至或低于预定水平的气态燃料。一氧化碳传感器40设置在由转化器32产生的转化气通过其加入CO选择氧化装置34的连接导管36中，测量转化气中所含一氧化碳的浓度。鼓风机38将含氧气体氧化剂(在此实施方案中为空气)经输入管线39加入连接导管线36中，输入管线39在所述一氧化碳传感器40的下游与连接导管36相连。控制器70控制燃料转化装置30的各组成部分的驱动条件。下面详述燃料转化装置30的各组成部分。

转化器32接收由甲醇罐12供应的甲醇和由水罐14供应的水，通过前面给出的反应式(4)至(6)所示的蒸汽转化反应产生含氢气和二氧化碳的转化气。如前面所述，实际上不可能完全进行反应式(5)所示的一氧化碳转化反应。因此所述转化气含有一定量的一氧化碳作为副产物。转化气中所含一氧化碳的浓度取决于转化器32中所用催化剂的类型、转化器32的驱动温度、和加入转化器32中的单位体积催化剂的甲醇和水的流量。在此实施方案中，在转化器32中使用Cu-Zn催化剂。

这里所用的Cu-Zn催化剂是通过已知的共沉淀法生产的金属氧化物并制成直径约3mm的片。转化器32中充满所述Cu-Zn催化剂片。由设置在转化器32上游的蒸发器(未示出)使甲醇和水汽化，将甲醇和水的气态混合物作为原燃料气加入转化器32。加入转化器32中的原燃料气暴露于Cu-Zn催化剂，在Cu-Zn催化剂上进行转化反应。随着转化反应的进行，产生氢气和二氧化碳，富氢的转化气加入连接导管36。

转化器32中进行的转化反应总体上是吸热的(反应式(6)的反应)。因此转化器32有未示出的燃烧装置以得到该反应所需热量。燃烧装置接收由甲醇罐12供应的甲醇作为燃烧的燃料。调节加入燃烧装置的甲醇量以使转化器32的驱动温度控制在220至300℃的范围内。转化器32与控制器70相连，控制器调节供给燃烧装置的甲醇量和供给转化器32的甲醇和水量。

CO选择氧化装置34接收由转化器32产生的转化气和气体氧化剂，使转化气中所含一氧化碳优先于氢气氧化，从而使转化气变成一氧化碳浓度降低的气态燃料。即CO选择氧化装置34在燃料转化装置30中起一氧化碳浓度降低装置的作用。图4中示意地说明CO选择氧化装置34的结构。CO选择氧化装置34充满前面所述的添加锂的钌催化剂(即有锂和钌负载于其上的氧化铝球粒)作为一氧化碳选择氧化催化剂。

转化气由转化器32经连接导管36加入CO选择氧化装置34时，转化气通过添加锂的钌催化剂表面进行一氧化碳选择氧化反应，以使转化气中所含一氧化碳的浓度降低。一氧化碳浓度已降低的转化气从CO选择氧化装置34排出，作为气态燃料加入燃料电池20中。通过降低加入CO选择氧化装置34的转化气中一氧化碳的浓度得到的气态燃料中所含一氧化碳的浓度取决于CO选择氧化装置34的驱动温度、加入CO选择氧化装置34的转化气中所含一氧化碳浓度、和相对于每单位体积催化剂加入CO选择氧化装置34的转化气流量(空速)。

一氧化碳传感器40设置在如上所述连接导管36中，测量经连接导管36加入CO选择氧化装置34的转化气中所含一氧化碳浓度。一氧化碳传感器40与控制器70相连，输出关于转化气中所含一氧化碳浓度的信息给控制器70。

鼓风机38将用于氧化一氧化碳的空气加入如上所述的CO选择氧化装置34。鼓风机38与控制器70相连，接收由控制器70输出的驱动信号，将预定量的空气加入CO选择氧化装置34。如上所述，控制器70接收来自一氧化碳传感器40的关于加入CO选择氧化装置34的转化气中所含一氧化碳浓度的信息。控制器70基于此信息给鼓风机38输出驱动信号。从而鼓风机38给CO选择氧化装置34供应预定量的空气，与加入CO选择氧化装置34的转化气中所含一氧化碳浓度相对应。

以逻辑电路包括微机的形式构造控制器70。具体地控制器70包括按预设控制程序执行各种操作的CPU(中央处理器)72、预先储存由CPU 72执行的各种操作所需控制程序和控制数据的ROM(只读存储器)74、临时读写由CPU 72执行的各种操作所需各种数据的RAM(动态随机存储器)76、和接收由一氧化碳传感器40输出的检测信号和根据CPU 72执行的操作结果给转化器32、CO选择氧化装置34、鼓风机38、和一氧化碳传感器40输出驱动信号的输入-输出端口。

在如上结构的燃料电池系统10中，所述CO选择氧化装置34包括添加锂的钌催化剂，如上所述它起一氧化碳选择氧化催化剂的作用。此配置能使由转化器32加入的转化气中所含一氧化碳浓度充分地降低，使处理后的气体能作为气态燃料供给燃料电池20。检验作为一氧化碳选择氧化催化剂的添加锂的钌催化剂的性能。关于现有技术中常用作一氧化碳选择氧化催化剂的钌催化剂和此实施方案的添加锂的钌催化剂，图5示出在不同温度条件下所观测到的降低富氢气体中所含一氧化碳浓度的性能。

作为对比例的钌催化剂是这样生产的：进行图1的流程图中所示添加锂的钌催化剂的制备方法中步骤S140至S170的处理，仅使钌负载于氧化铝球粒上。负载于氧化铝球粒上的钌的量(负载钌的摩尔数/氧化铝球粒的体积)为0.036mol/1。

图5中所示各种一氧化碳选择氧化催化剂的性能按以下方式检验。使容积约10cm³的反应容器充满各催化剂，将有燃料电池系统10中由转化器32加入CO选择氧化装置34的转化气的典型组成的典型气体加入充满催化剂的反应容器。这里所用典型气体是用60℃的鼓泡水使瓶装气体(干态组成为H₂＝75％、CO₂＝24.5％和CO＝0.5％)润湿得到的。此润湿过程使所述典型气体的湿度调至与以水/甲醇摩尔比[H₂O]/[CH₃OH]＝2的甲醇蒸汽转化反应得到的转化气的温度条件基本相同。使所述润湿的典型气体与用作一氧化碳的氧化剂的空气混合，加入充满催化剂的反应容器。作为一氧化碳的氧化剂与所述典型气体混合的空气量调至氧气与所述典型气体中所含一氧化碳之摩尔比[O₂]/[CO]＝3。将已润湿并与空气混合的典型气体以800cm³/分钟的流量加入所述充满催化剂的反应容器。

所述典型气体加入分别充满本实施方案的添加锂的钌催化剂和对比例的钌催化剂的反应容器。在各反应容器中进行一氧化碳的选择氧化，由各反应容器排出一氧化碳浓度已降低的转化气。各转化气中一氧化碳的浓度通过气相色谱法测量。所述检验各催化剂降低一氧化碳浓度的性能的试验在100℃、140℃、和200℃的温度条件下进行。

如图5所示，此实施方案的添加锂的钌催化剂在100℃、140℃和200℃的任一温度条件下均充分地降低所述富氢气体中所含一氧化碳的浓度。对比例的已知钌催化剂在140℃和200℃的温度条件下使一氧化碳浓度降至与添加锂的钌催化剂相当的水平。然而，在催化温度等于100℃的情况下，所述钌催化剂的降低一氧化碳浓度的性能明显比添加锂的钌催化剂差。因此，此实施方案的添加锂的钌催化剂使充分降低一氧化碳浓度的有效温度范围延伸至更低的温度，能在100至200℃的更宽温度范围内充分地降低富氢气体中所含一氧化碳的浓度。

使用添加锂的钌催化剂便于调节充满所述添加锂的钌催化剂的CO选择氧化装置34的内部温度，使总燃料电池系统10的结构简化。所述CO选择氧化装置34有向低温延伸的更宽有效温度范围，在此有效温度范围内使富氢气体中所含一氧化碳浓度充分地降低。甚至当CO选择氧化装置34出口附近的温度调至低于现有技术的水平时，此实施方案的配置也能充分地降低富氢气体中所含一氧化碳的浓度。这使从CO选择氧化装置34排出的气态燃料的温度更接近燃料电池20的驱动温度。因而此配置简化或者甚至省去了在气态燃料由CO选择氧化装置34加入燃料电池20之前降低气态燃料温度的结构。

该实施方案的添加锂的钌催化剂象已知的钌催化剂一样甚至在约200℃的高温条件下仍有足够的活性。因此由转化器32排出的转化气可直接加入CO选择氧化装置34，经历一氧化碳选择氧化反应。转化反应一般在充满Cu-Zn催化剂的转化器32中在250至300℃的温度范围内进行。因而由转化器32加入CO选择氧化装置34的转化气的温度为约200℃。因此转化气可直接经历一氧化碳选择氧化反应。一氧化碳选择氧化反应是放热的。因此优选通过例如循环冷却水降低CO选择氧化装置34的内部温度，使平均催化温度不高于约200℃和出口附近的催化温度为约100℃。这简化了使转化器32与CO选择氧化装置34相连和进一步与燃料电池20相连的管线布置。

该实施方案的添加锂的钌催化剂与已知的钌催化剂相比，有更宽的使富氢气体中所含一氧化碳浓度充分降低的有效温度范围。这扩大了CO选择氧化装置34中可允许的催化温度范围，因而便于CO选择氧化装置34中的温度控制。CO选择氧化装置34中可允许的催化温度范围扩大使CO选择氧化装置34甚至在与燃料电池20相连的负荷显著变化时也能稳定地降低一氧化碳的浓度。负荷的变化改变了加入CO选择氧化装置34的转化气量，并改变了在CO选择氧化装置34中进行的一氧化碳选择氧化反应所产生的热值，从而改变CO选择氧化装置34的内部温度。可允许的催化温度范围扩大理想地防止CO选择氧化装置34的变化的内部温度偏离使富氢气体中所含一氧化碳浓度充分降低的有效温度范围，确保连续地产生有足够低一氧化碳浓度的气态燃料。

上述实施方案利用使钌和锂都负载于氧化铝球粒上得到的添加锂的钌催化剂产生以上作用，从而与已知钌催化剂相比，使确保对于加速一氧化碳选择氧化反应有足够活性的有效温度范围延伸至低温。下面论述除钌之外有非锂的第二元素且产生与添加锂的钌催化剂等效作用的催化剂。

钾(它是非锂的碱金属之一)、钡(它是碱土金属之一)、镍和锌用作所述第二元素，象锂一样改善钌催化剂加速一氧化碳选择氧化反应的活性。以下描述中，以与添加锂的钌催化剂相同的方式，例如包括钾作为第二元素的催化剂称为添加钾的钌催化剂。

按与图1的流程中所示添加锂的钌催化剂相同的步骤生产除钌之外还包括第二元素的催化剂。在添加钾的钌催化剂情况下，图1流程中步骤S110的工艺用乙酸钾水溶液代替乙酸锂水溶液，使钾盐吸附在氧化铝球粒上。在添加钡的钌催化剂情况下，图1流程中步骤S110的工艺用乙酸钡水溶液使钡盐吸附在氧化铝球粒上。在添加镍的钌催化剂情况下，该工艺使用硝酸镍水溶液使镍盐吸附在氧化铝球粒上。在添加锌的钌催化剂情况下，该工艺使用硝酸锌水溶液使锌盐吸附在氧化铝球粒上。与上述添加锂的钌催化剂一样，在这些催化剂之任一中，所述第二元素以0.005mol/l(负载的第二元素摩尔数/氧化铝球粒体积)比率负载于氧化铝球粒上。钌以0.036mol/l(负载的钌摩尔数/氧化铝球粒体积)的比率负载于氧化铝球粒上。

图5示出关于添加有非锂的第二元素的钌催化剂的在不同温度条件下降低富氢气体中所含一氧化碳浓度的性能、以及上述添加锂的钌催化剂的性能。试验在与添加锂的钌催化剂所用的相同条件下进行。如图5中所示，与添加锂的钌催化剂一样，有非锂的第二元素的钌催化剂在100℃、140℃和200℃之任一温度条件下都充分地降低富氢气体中所含一氧化碳浓度。与添加锂的钌催化剂一样，有非锂的第二元素的钌催化剂使充分降低一氧化碳浓度的有效温度范围延伸至更低的温度，能在100至200℃的更宽温度范围内充分地降低富氢气体中所含一氧化碳的浓度。

所述有第二元素的钌催化剂之任一用于燃料电池系统(其结构与上述实施方案的燃料电池系统10相似)的CO选择氧化装置便于调节所述CO选择氧化装置的内部温度，并简化整个燃料电池系统的结构。使用这些催化剂之任一时，使富氢气体中所含一氧化碳浓度充分降低的有效温度范围延伸至更低的温度。此配置可允许CO选择氧化装置出口附近的温度调至比现有技术低的水平，使由CO选择氧化装置排出的气态燃料的温度更接近燃料电池的驱动温度。此配置理想地简化或者甚至省去了在气态燃料由CO选择氧化装置供给燃料电池之前降低气态燃料温度的结构。

与已知的钌催化剂和该实施方案的添加锂的钌催化剂一样，有所述第二元素的钌催化剂甚至在约200℃的高温条件下也有足够的活性。因此由转化器排出的转化气可直接加入CO选择氧化装置，经历一氧化碳选择氧化反应。因此优选通过例如循环冷却水降低CO选择氧化装置的内部温度，使平均催化温度不高于约200℃和出口附近的催化温度为约100℃。这简化了使转化器与CO选择氧化装置相连和进一步与燃料电池相连的管线布置。

与所述实施方案的添加锂的钌催化剂一样，有第二元素的钌催化剂与已知的钌催化剂相比，有更宽的使富氢气体中所含一氧化碳浓度充分降低的有效温度范围。这扩大了CO选择氧化装置中可允许的催化温度范围，因而便于CO选择氧化装置中的温度控制。如前面所述，CO选择氧化装置中可允许的催化温度范围扩大使CO选择氧化装置甚至在与燃料电池相连的负荷显著变化时也能稳定地降低一氧化碳的浓度。

以上实施例中，分别用乙酸钾、乙酸钡、硝酸镍和硝酸锌生产添加钾的钌催化剂、添加钡的钌催化剂、添加镍的钌催化剂和添加锌的钌催化剂。但适当地选自硝酸盐、乙酸盐、氯化物和硫化物的其它化合物也可用于所述制备。用于使钌负载于载体上的物质不限于氯化钌，也可使用用于制备所述添加锂的钌催化剂的其它钌化合物。

本发明申请人已提出铂-钌合金催化剂作为有除钌之外的第二元素并加速一氧化碳选择氧化反应的催化剂(JP-A-9-30802)。所提出的铂-钌合金催化剂与已知的钌催化剂(不含第二元素)相比也显著改善加速一氧化碳选择氧化反应的活性。如后面所述，有锂或上述第二元素之任一的钌催化剂比所提出的铂一钌合金催化剂的效果更好。在一氧化碳选择氧化反应过程中进行所述逆向转移反应，可能影响转化气中所含一氧化碳浓度的充分降低。与已知的钌催化剂一样，有锂或上述第二元素之任一的钌催化剂具有使甲烷化作用加速的活性，甲烷化作用使所述逆向转移反应中所产生的一氧化碳变成甲烷，从而充分地降低转化气中所含一氧化碳浓度。一氧化碳的甲烷化作用表示为：

             (9)

所述钌催化剂本来具有使反应式(9)所示一氧化碳的甲烷化作用加速的活性。向所述钌催化剂中添加锂或上述第二元素之任一未明显地降低此加速甲烷化作用的活性。由于所述逆向转移反应是吸热的，特别是在CO选择氧化装置中所用催化剂的高温范围中加速反应式(9)所示甲烷化作用的效果是显著的。另一方面，所提出的象已知的钌催化剂一样有加速甲烷化作用活性的铂-钌合金催化剂进一步活化了所述逆向转移反应，这可影响通过甲烷化作用进一步降低转化气中所含一氧化碳浓度。有锂或上述第二元素之任一的钌催化剂使甲烷化作用加速足以消耗所述逆向转移反应过程中产生的一氧化碳，比所提出的铂-钌合金催化剂更有效地降低转化气中所含一氧化碳浓度。本发明中所用锂和其它第二元素不如铂贵，因而与所提出的铂-钌合金催化剂的生产成本相比，降低了一氧化碳选择氧化催化剂的生产成本。

在上述实施方案中，与钌一起加入的锂或其它第二元素以0.005mol/l的比率负载于氧化铝球粒上，钌以0.036mol/l的比率负载。然而，所述第二元素和钌的负载量不限于这些值。即可适当地改变所述第二元素与钌之摩尔比，在上述实施方案中它等于0.14。第二元素的含量过高导致以颗粒形式存在于载体上的钌表面被第二元素覆盖，而使钌的比表面下降。这不希望地降低了包含一氧化碳选择氧化催化剂的CO选择氧化装置的能力，即充分地降低富氢气体进料中所含一氧化碳浓度的最大空速。第二元素与钌之摩尔比可设置为大于0.14的值，只要足以确保降低加入CO选择氧化装置的富氢气体中一氧化碳浓度的能力。另一方面，第二元素的含量过低可导致加速一氧化碳选择氧化反应的活性改善不够。第二元素与钌之摩尔比可设置为小于0.14的值，只要所述第二元素均匀地分散在钌颗粒附近并充分地发挥其作用。在催化剂生产过程中通过改变含第二元素的盐的水溶液与氧化铝球粒之重量比和通过改变钌盐水溶液与氧化铝球粒之重量比适当地调节第二元素与钌之摩尔比(即第二元素和钌的负载量)。

上述实施方案的技术先使第二元素负载于氧化铝球粒上，再使钌负载于氧化铝球粒上。除非第二元素覆盖钌表面并降低钌的比表面而造成上述问题，第二元素可在负载钌之后负载于氧化铝球粒上。或者可使钌和第二元素同时负载于氧化铝球粒上。

在生产该实施方案的各一氧化碳选择氧化催化剂的过程中可将钌和第二元素熔成合金。钌和第二元素的合金使钌和第二元素在显微尺寸下相互更近。因此预计进一步活化钌和第二元素之间的相互作用起一氧化碳选择氧化催化剂的作用。

有第二元素的钌催化剂可通过除该实施方案中所述生产方法之外的任何方法生产，只要所得催化剂可有足够的催化活性。一种改变的方法代替使第二元素负载于氧化铝球粒上，而在氧化铝球粒的制造过程中加入第二元素。任何方法均适用，只要在所得催化剂中第二元素存在于钌附近以确保加速一氧化碳选择氧化反应的活性得到改善。

代替氧化铝球料，可用蜂窝体作为载体。在此情况下，将由上述实施方案的方法生产的催化剂(即使钌和第二元素负载于氧化铝球粒上所到的催化剂)研磨和涂布在金属蜂窝上。另一应用是用氧化铝涂布蜂窝体，以与上述实施方案的技术相同的方式使钌和第二元素负载于涂有氧化铝的蜂窝上。这些应用得到载有催化剂的蜂窝体。

上述实施方案的技术用氧化铝作为有加速一氧化碳选择氧化反应活性的金属催化剂的载体。但也可使用其它任何载体，只要它们能使钌和上述第二元素之任一负载于其上，确保有足够的加速一氧化碳选择氧化反应的活性。

本发明不限于上述实施方案或其修改，在不背离本发明主要特征的范围或精神下可有许多其它的修改、变化和改变。

工业实用性

如上所述，本发明的一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的方法和一氧化碳选择氧化催化剂在将富氢气体供给燃料电池的气态燃料供应体系中是有效的，例如用于利用燃料电池作为驱动能源的电车。