ホーム > 特許ランキング > 住友電気工業株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 住友電気工業株式会社の特許一覧 ▶ 富山住友電工株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024113992
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】金属多孔体シート巻回体および部材
(51)【国際特許分類】
B01J 35/57 20240101AFI20240816BHJP
B01J 35/56 20240101ALI20240816BHJP
B01J 23/76 20060101ALI20240816BHJP
B01J 23/63 20060101ALI20240816BHJP
B01D 53/86 20060101ALI20240816BHJP
【ＦＩ】
B01J35/04 321Z
B01J35/04 331A
B01J23/76 A
B01J23/63 A
B01D53/86 222
B01D53/86 ZAB
B01D53/86 228
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023019324
(22)【出願日】2023-02-10
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】591174368
【氏名又は名称】富山住友電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】野田 陽平
(72)【発明者】
【氏名】細江 晃久
(72)【発明者】
【氏名】俵山 博匡
(72)【発明者】
【氏名】奥野 一樹
(72)【発明者】
【氏名】武田 康誠
(72)【発明者】
【氏名】真嶋 正利
(72)【発明者】
【氏名】宮元 一成
【テーマコード（参考）】
4D148
4G169
【Ｆターム（参考）】
4D148AA07
4D148AA08
4D148AB03
4D148BA14X
4D148BA19X
4D148BA32X
4D148BA37X
4D148BA41X
4D148BB07
4D148DA03
4D148DA11
4D148DA20
4G169AA01
4G169AA03
4G169AA11
4G169BA17
4G169BB04A
4G169BB04B
4G169BC03A
4G169BC03B
4G169BC43A
4G169BC43B
4G169BC67A
4G169BC67B
4G169BC70A
4G169BC70B
4G169CA10
4G169CA11
4G169CA13
4G169CB81
4G169CB82
4G169CC17
4G169CC22
4G169CC25
4G169EA24
4G169EB11
4G169EB12Y
4G169EB15X
4G169EB15Y
4G169EB17Y
4G169EC21Y
4G169FA01
4G169FA04
4G169FB15
4G169FB23
4G169FC08
(57)【要約】
【課題】省エネルギー化を可能とする金属多孔体シート巻回体および部材を提供する。
【解決手段】金属多孔体シートをロール状に巻回してなる金属多孔体シート巻回体であって、前記金属多孔体シートは、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなり、前記三次元網目状構造は、複数の支柱部と、複数の前記支柱部を繋ぐノード部と、から構成され、前記金属多孔体は、触媒を含む、金属多孔体シート巻回体である。
【選択図】図１
【解決手段】金属多孔体シートをロール状に巻回してなる金属多孔体シート巻回体であって、前記金属多孔体シートは、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなり、前記三次元網目状構造は、複数の支柱部と、複数の前記支柱部を繋ぐノード部と、から構成され、前記金属多孔体は、触媒を含む、金属多孔体シート巻回体である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属多孔体シートをロール状に巻回してなる金属多孔体シート巻回体であって、
前記金属多孔体シートは、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなり、
前記三次元網目状構造は、複数の支柱部と、複数の前記支柱部を繋ぐノード部と、から構成され、
前記金属多孔体は、触媒を含む、金属多孔体シート巻回体。
前記金属多孔体シートは、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなり、
前記三次元網目状構造は、複数の支柱部と、複数の前記支柱部を繋ぐノード部と、から構成され、
前記金属多孔体は、触媒を含む、金属多孔体シート巻回体。
【請求項2】
前記触媒は、亜酸化窒素分解触媒を含み、
前記亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルトと、カリウムと、を有する、請求項１に記載の金属多孔体シート巻回体。
前記亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルトと、カリウムと、を有する、請求項１に記載の金属多孔体シート巻回体。
【請求項3】
前記亜酸化窒素分解触媒において、四酸化三コバルトの含有量Ａおよびカリウムの含有量Ｂの合計（Ａ＋Ｂ）に対する、前記四酸化三コバルトの含有量Ａの質量基準の百分率｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００は、９９．５％以上９９．９％以下である、請求項２に記載の金属多孔体シート巻回体。
【請求項4】
前記触媒は、アンモニア分解触媒を含み、
前記アンモニア分解触媒は、ルテニウムと、酸化セリウムとを有する、請求項１に記載の金属多孔体シート巻回体。
前記アンモニア分解触媒は、ルテニウムと、酸化セリウムとを有する、請求項１に記載の金属多孔体シート巻回体。
【請求項5】
前記アンモニア分解触媒は、ルテニウムと、酸化セリウムとを有し、
前記金属多孔体のルテニウムの含有量は、１０ｍｇ／ｃｍ３以上２０ｍｇ／ｃｍ３以下である、請求項４に記載の金属多孔体シート巻回体。
前記金属多孔体のルテニウムの含有量は、１０ｍｇ／ｃｍ３以上２０ｍｇ／ｃｍ３以下である、請求項４に記載の金属多孔体シート巻回体。
【請求項6】
前記金属多孔体シートの平均厚さは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の金属多孔体シート巻回体。
【請求項7】
前記金属多孔体シートの圧力損失は、３Ｐａ以上５０Ｐａ以下であり、
前記圧力損失は、前記金属多孔体シートの厚さ方向に空気を流速０．４１ｍ／秒で通過させて測定される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の金属多孔体シート巻回体。
前記圧力損失は、前記金属多孔体シートの厚さ方向に空気を流速０．４１ｍ／秒で通過させて測定される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の金属多孔体シート巻回体。
【請求項8】
流路管と、前記流路管の内部空間に挿入された請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の金属多孔体シート巻回体と、を備え、
前記金属多孔体シート巻回体の軸と、前記流路管の軸とのなす角度は０°以上４５°以下である、部材。
前記金属多孔体シート巻回体の軸と、前記流路管の軸とのなす角度は０°以上４５°以下である、部材。
【請求項9】
前記流路管の内壁と、前記金属多孔体シート巻回体とは、接触している、請求項８に記載の部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、金属多孔体シート巻回体および部材に関する。
【背景技術】
【0002】
化学反応の速度を高めることができる触媒は化学合成に不可欠であり、より環境負荷の低い化学プロセスの構築に向けて開発が続けられている。一般的に固体触媒は比表面積の大きい細かい粒子を用いた方が高い活性が得られるが、そのまま使用すると反応系の圧力損失が増加しやすく、また粒子の凝集や焼結により活性が低下しやすくなる。このため化学的に安定で大きな表面積を有する多孔体などを担体として用い、その表面に微粒子触媒を安定分散させることで、反応効率および耐久性の高い触媒を実現させている。
【0003】
非特許文献１には、ニッケル（Ｎｉ）多孔体に、触媒であるルテニウム（Ｒｕ）および酸化セリウム（ＣｅＯ２）を被覆して得られたＲｕ／ＣｅＯ２含有三次元網目状多孔体が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】俵山博匡ら（２０２２）．多孔質金属体セルメットの触媒担体への応用．住友電工テクニカルレビュー．第２０１号．３２－３６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
非特許文献１では、Ｒｕ／ＣｅＯ２含有三次元網目状多孔体を切り出した小片を５枚重ねて反応管内に固定し、反応管内にプロパンおよび水蒸気の混合ガスからなる反応ガスを導入し、触媒による反応ガスの分解性能を検討している。反応管内において、５枚の小片の積層方向は、反応管内での反応ガスの流れに沿っている。
【0006】
反応物質が５枚の小片からなる積層体を通過する際に、圧力損失が生じる。圧力損失が大きくなると、積層体に反応物質を流すために、ブロアーの出力をより大きくしたり、積層体の流体供給側の圧力を大きくしたりする必要がある。ブロアーの出力、および、積層体の流体供給側の圧力を増加させるためには、より多くのエネルギーが必要となる。
【0007】
近年、持続可能な開発目標（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ：ＳＤＧｓ）の観点から、各分野の技術において省エネルギー化が求められている。触媒を用いた技術においても、省エネルギー化が可能な技術が求められている。
【0008】
そこで、本開示は、たとえば、触媒を用いた技術において、省エネルギー化を可能とする金属多孔体シート巻回体および部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の金属多孔体シート巻回体は、金属多孔体シートをロール状に巻回してなる金属多孔体シート巻回体であって、
前記金属多孔体シートは、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなり、
前記三次元網目状構造は、複数の支柱部と、複数の前記支柱部を繋ぐノード部と、から構成され、
前記金属多孔体は、触媒を含む、金属多孔体シート巻回体である。
前記金属多孔体シートは、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなり、
前記三次元網目状構造は、複数の支柱部と、複数の前記支柱部を繋ぐノード部と、から構成され、
前記金属多孔体は、触媒を含む、金属多孔体シート巻回体である。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、たとえば、触媒を用いた技術において、省エネルギー化を可能とする金属多孔体シート巻回体および部材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の金属多孔体シート巻回体は、金属多孔体シートをロール状に巻回してなる金属多孔体シート巻回体であって、
前記金属多孔体シートは、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなり、
前記三次元網目状構造は、複数の支柱部と、複数の前記支柱部を繋ぐノード部と、から構成され、
前記金属多孔体は、触媒を含む、金属多孔体シート巻回体である。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の金属多孔体シート巻回体は、金属多孔体シートをロール状に巻回してなる金属多孔体シート巻回体であって、
前記金属多孔体シートは、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなり、
前記三次元網目状構造は、複数の支柱部と、複数の前記支柱部を繋ぐノード部と、から構成され、
前記金属多孔体は、触媒を含む、金属多孔体シート巻回体である。
【0013】
本開示によれば、たとえば、触媒を用いた技術において、省エネルギー化を可能とする金属多孔体シート巻回体を提供することが可能となる。
【0014】
（２）上記（１）において、前記触媒は、亜酸化窒素分解触媒を含み、
前記亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルトと、カリウムと、を有してもよい。四酸化三コバルトと、カリウムと、を有する亜酸化窒素分解触媒は、低温でも、亜酸化窒素を効率的に分解することができる。
前記亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルトと、カリウムと、を有してもよい。四酸化三コバルトと、カリウムと、を有する亜酸化窒素分解触媒は、低温でも、亜酸化窒素を効率的に分解することができる。
【0015】
（３）上記（２）において、前記亜酸化窒素分解触媒において、四酸化三コバルトの含有量Ａおよびカリウムの含有量Ｂの合計（Ａ＋Ｂ）に対する、前記四酸化三コバルトの含有量Ａの質量基準の百分率｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００は、９９．５％以上９９．９％以下でもよい。これによると、亜酸化窒素分解触媒の亜酸化窒素の分解能が更に向上する。
【0016】
（４）上記（１）において、前記触媒は、アンモニア分解触媒を含み、
前記アンモニア分解触媒は、ルテニウムと、酸化セリウムとを有してもよい。ルテニウムと、酸化セリウムとを有するアンモニア分解触媒は、低温においてもアンモニアを分解することが可能である。
前記アンモニア分解触媒は、ルテニウムと、酸化セリウムとを有してもよい。ルテニウムと、酸化セリウムとを有するアンモニア分解触媒は、低温においてもアンモニアを分解することが可能である。
【0017】
（５）上記（４）において、前記アンモニア分解触媒は、ルテニウムと、酸化セリウムとを有し、
前記金属多孔体のルテニウムの含有量は、１０ｍｇ／ｃｍ３以上２０ｍｇ／ｃｍ３以下であってもよい。これによると、金属多孔体において高価なルテニウムの含有量が抑制されつつも、金属多孔体は高いアンモニアの分解能を示すことが可能である。よって、金属多孔体は、コストと性能のバランスに優れている。
前記金属多孔体のルテニウムの含有量は、１０ｍｇ／ｃｍ３以上２０ｍｇ／ｃｍ３以下であってもよい。これによると、金属多孔体において高価なルテニウムの含有量が抑制されつつも、金属多孔体は高いアンモニアの分解能を示すことが可能である。よって、金属多孔体は、コストと性能のバランスに優れている。
【0018】
（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記金属多孔体シートの平均厚さは、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であってもよい。これによると、金属多孔体シートの巻回しが容易である。
【0019】
（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、前記金属多孔体シートの圧力損失は、３Ｐａ以上５０Ｐａ以下でもよい。ここで、前記金属多孔体シートの厚さ方向に空気を流速０．４１ｍ／秒で通過させて測定される。
【0020】
金属多孔体シートの圧力損失が３Ｐａ以上であると、金属多孔体シートを通過する流体の流れを乱すことが可能となり触媒と流体との接触頻度を上げることができる。金属多孔体シートの圧力損失が５０Ｐａ以下であると、金属多孔体シート巻回体の圧力損失が更に低減される。
【0021】
（８）本開示の部材は、流路管と、前記流路管の内部空間に挿入された上記（１）から（７）のいずれかに記載の金属多孔体シート巻回体と、を備え、
前記金属多孔体シート巻回体の軸と、前記流路管の軸とのなす角度は０°以上４５°以下である、部材である。
前記金属多孔体シート巻回体の軸と、前記流路管の軸とのなす角度は０°以上４５°以下である、部材である。
【0022】
本開示によれば、たとえば、触媒を用いた技術において、省エネルギー化を可能とする部材を提供することが可能となる。
【0023】
（９）上記（８）において、前記流路管の内壁と、前記金属多孔体シート巻回体とは、接触していてもよい。これによると、金属多孔体シート巻回体を通過する流体の量を増加させることができるため、触媒による反応物質の分解率を向上させることができる。
【0024】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の金属多孔体シート巻回体および部材の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
本開示の金属多孔体シート巻回体および部材の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
【0025】
本明細書において「Ａ～Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。
【0026】
本明細書において化合物などを化学式で表す場合、原子比を特に限定しないときは従来公知のあらゆる原子比を含むものとし、必ずしも化学量論的範囲のもののみに限定されるべきではない。
【0027】
本開示において、数値範囲下限および上限として、それぞれ１つ以上の数値が記載されている場合は、下限に記載されている任意の１つの数値と、上限に記載されている任意の１つの数値との組み合わせも開示されているものとする。例えば、下限として、ａ１以上、ｂ１以上、ｃ１以上が記載され、上限としてａ２以下、ｂ２以下、ｃ２以下が記載されている場合は、ａ１以上ａ２以下、ａ１以上ｂ２以下、ａ１以上ｃ２以下、ｂ１以上ａ２以下、ｂ１以上ｂ２以下、ｂ１以上ｃ２以下、ｃ１以上ａ２以下、ｃ１以上ｂ２以下、ｃ１以上ｃ２以下が開示されているものとする。
【0028】
［実施形態１：金属多孔体シート巻回体］
図１は、本開示の一実施形態（以下、「実施形態１」とも記す。）に係る金属多孔体シート巻回体１の模式的斜視図である。図２は、実施形態１における金属多孔体シート２の模式的斜視図である。図２には、金属多孔体シート２の主面に沿って、Ｘ軸方向、および、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向が記載されている。
図１は、本開示の一実施形態（以下、「実施形態１」とも記す。）に係る金属多孔体シート巻回体１の模式的斜視図である。図２は、実施形態１における金属多孔体シート２の模式的斜視図である。図２には、金属多孔体シート２の主面に沿って、Ｘ軸方向、および、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向が記載されている。
【0029】
図１に示されるように、実施形態１の金属多孔体シート巻回体１は、金属多孔体シート２をロール状に巻回してなる。金属多孔体シート２は、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなる。三次元網目状構造は、複数の支柱部と、複数の支柱部を繋ぐノード部と、から構成される。金属多孔体は、触媒を含む。
【0030】
図３は、実施形態１の金属多孔体シート巻回体１を用いた部材４の模式的断面図である。図３に示されるように、部材４は、流路管３と、流路管３の内部空間に挿入された実施形態１の金属多孔体シート巻回体１と、を備える。金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とのなす角度は０°以上４５°以下である。図３では、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とのなす角度が０°の場合を示している。このため、図３では、軸Ｃ１と軸Ｃ２とは、同一の点線で示されている。
【0031】
流路管３は、触媒により分解される反応物質を含む流体の流路である。反応物質としては、例えば、亜酸化窒素、アンモニア、プロパン、メタン、エタノールが挙げられる。流路管３は、流体の入り口側の第１端部３ｂと、第１端部３ｂと反対側の第２端部３ｃとを有する。第１端部３ｂ側から流体を流すと、流体は金属多孔体シート巻回体１を通過して、第２端部３ｃ側へ移動する。金属多孔体シート巻回体１は触媒を含むため、流体が金属多孔体シート巻回体１を通過する際に、流体に含まれる反応物質が分解される。よって、第２端部３ｃ側へ移動した流体では、反応物質が分解されている。
【0032】
流路管３の内部に金属多孔体シートを挿入した部材４において、反応物質の分解率を向上させるためには、金属多孔体シートの流体の流れに沿う方向の長さを大きくするという方法が考えられる。このような方法として、非特許文献１に示されるように、流体の流れる方向に対して垂直な断面における流路管３の内部空間の形状と同一の形状の主面を有する複数の金属多孔体シートを準備し、複数の金属多孔体シートを主面同士が対向するように重ねて金属多孔体シート積層体とする方法が挙げられる。この場合、反応物質の分解能は向上するものの、圧力損失が高くなる。圧力損失が高くなると、反応物質の分解に必要なエネルギーが増加してしまう。
【0033】
そこで本発明者らは鋭意検討の結果、金属多孔体シートをロール状に巻回してなる金属多孔体シート巻回体１を用いることにより、金属多孔体シート積層体と同等の分解能を有し、かつ、圧力損失の増加を抑制できることを見出した。以下、金属多孔体シート巻回体１およびそれを用いた部材４について説明する。
【0034】
図１に示される金属多孔体シート巻回体１は、たとえば、図２に示される金属多孔体シート２をＸ軸方向に巻回して得ることができる。この場合、図１に示される金属多孔体シート巻回体１において、巻回し方向であるＸ軸方向に直交するＹ軸方向が、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１の伸びる方向に該当する。
【0035】
金属多孔体シート巻回体１の外観は、流路管３に挿入することのできる形状であれば特に制限されない。金属多孔体シート巻回体１の形状としては、円柱状、楕円柱状、角柱状などが挙げられる。
【0036】
金属多孔体シート巻回体１の大きさは、特に制限されず、流路管３の大きさおよび用途によって適宜設定することができる。金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１に垂直な断面における径（以下「金属多孔体シート巻回体１の断面の径」とも記す。）は、例えば、５ｍｍ以上３ｍ以下でもよく、１０ｍｍ以上１ｍ以下でもよい。金属多孔体シート巻回体１の断面の径は、以下の手順で測定される。金属多孔体シート巻回体１を、軸Ｃ１を法線とする平面で切断して断面を露出させる。露出した断面の最小外接円の径を測定する。本開示において、最小外接円の径が、金属多孔体シート巻回体１の断面の径に該当する。金属多孔体シート巻回体１の断面の径が軸Ｃ１に沿って変化する場合は、最大径および最小径のいずれかまたは両方が、５ｍｍ以上３ｍ以下でもよく、１０ｍｍ以上１ｍ以下でもよい。
【0037】
金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１に沿う長さは、５ｍｍ以上１０ｍ以下でもよく、１０ｍｍ以上１ｍ以下でもよい。
【0038】
金属多孔体シート巻回体１において、金属多孔体シートの互いに対向する面同士は接することができる。また、本開示の効果を損なわない限りにおいて、金属多孔体シート巻回体１において、金属多孔体シートの互いに対向する面の間に隙間が存在していても良い。隙間の大きさは、例えば、２．２ｍｍ以下でもよく、１ｍｍ以下でもよい。
【0039】
＜金属多孔体シート＞
実施形態１において、金属多孔体シート２の平均厚さは、巻回しの可能な厚さであれば特に制限されない。金属多孔体シート巻回体１の平均厚さは、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下でもよく、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下でもよく、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下でもよく、０．１ｍｍ以上２．２ｍｍ以下でもよく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下でもよい。
実施形態１において、金属多孔体シート２の平均厚さは、巻回しの可能な厚さであれば特に制限されない。金属多孔体シート巻回体１の平均厚さは、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下でもよく、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下でもよく、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下でもよく、０．１ｍｍ以上２．２ｍｍ以下でもよく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下でもよい。
【0040】
金属多孔体シート２の平均厚さは、以下の手順で測定される。金属多孔体シート巻回体１を軸Ｃ１を法線とする平面に沿って切断して、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１に垂直な断面を露出させる。切断はワイヤーソーを用いて行われる。金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１に垂直な断面において、金属多孔体シートの厚さを３箇所測定する。図１１は、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１に垂直な断面を示す図である。図１１に示されるように、厚さの測定箇所は、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１に垂直な断面において、金属多孔体シートの最も外側の第１Ａ端部Ｅ１から最も内側の第２Ａ端部Ｅ２までの金属多孔体シートの外側に位置する主面２Ｂに沿う距離をＬとした場合に、第１Ａ端部Ｅ１から金属多孔体シートの主面２Ｂに沿う距離が０．１Ｌであるｓ１、第１Ａ端部Ｅ１から金属多孔体シートの主面２Ｂに沿う距離が０．５Ｌであるｓ２、第１Ａ端部Ｅ１から金属多孔体シートの主面２Ｂに沿う距離が０．９Ｌであるｓ３の３箇所とする。ｓ１、ｓ２およびｓ３のそれぞれから、金属多孔体シート巻回体１の中心軸Ｃ１に向かう方向に沿って、金属多孔体シートの厚さｔ１、ｔ２およびｔ３を測定する。３箇所の厚さｔ１、ｔ２およびｔ３の平均である第１の平均厚さを算出する。
【0041】
上記の第１の平均厚さの測定を、金属多孔体シート巻回体１の切断位置を変えて、３つの断面で行う。３つの断面のそれぞれでの第１の平均厚さの平均である第２の平均厚さを算出する。本開示において、第２の平均厚さが、金属多孔体シート２の平均厚さに該当する。
【0042】
実施形態１において、金属多孔体シート２の圧力損失は、３Ｐａ以上５０Ｐａ以下でもよく、３Ｐａ以上３０Ｐａ以下でもよく、５Ｐａ以上３０Ｐａ以下でもよい。金属多孔体シート２の圧力損失が３Ｐａ以上であると、金属多孔体シートを通過する流体の流れを乱すことが可能となり触媒と流体との接触頻度を上げることができる。金属多孔体シート２の圧力損失が５０Ｐａ以下であると、金属多孔体シート巻回体１を用いた部材４において、圧力損失が更に低減される。
【0043】
金属多孔体シート２の圧力損失は、金属多孔体シート２の厚さ方向に空気を流速０．４１ｍ／秒で通過させて測定される。具体的な測定方法を図１２を用いて説明する。金属多孔体シート巻回体１を巻き戻して、金属多孔体シート２を平坦にする。金属多孔体シート２を、主面の法線方向に打ち抜くことにより、測定用試料７を作製する。測定用試料７の大きさおよび形状は、後述のポリ塩化ビニル管８の内径に応じて調整する。具体的には、測定用試料７の第１主面７ａおよび第１主面７ａと反対側の第２主面７ｂの外縁の全てが、ポリ塩化ビニル管８の内壁８ａと接するように調整する。例えば、測定用試料７の第１主面７ａおよび第２主面７ｂの大きさおよび形状が、ポリ塩化ビニル管８の軸を法線とする断面におけるポリ塩化ビニル管８の内部空間の大きさおよび形状と略同一の場合、測定用試料７の第１主面７ａおよび第２主面７ｂの外縁の全てが、ポリ塩化ビニル管８の内壁８ａと接することができる。ポリ塩化ビニル管８の内径は、１０ｍｍ以上とする。金属多孔体シート２を打ち抜く位置は、測定用試料７の最小厚さが、金属多孔体シート２の最大厚さの７０％以上となるように選択する。
【0044】
図１２に示されるように、測定用試料７を、ポリ塩化ビニル管８のいずれかの第１端部８ｂ側からポリ塩化ビニル管８の内部に、測定用試料７の第１主面７ａおよび第２主面７ｂの外縁の全てが、ポリ塩化ビニル管８の内壁８ａと接するように挿入する。ポリ塩化ビニル管８の内部空間での測定用試料７の位置は、ポリ塩化ビニル管８の第１端部８ｂ側の測定用試料７の第１主面７ａから、ポリ塩化ビニル管の第１端部８ｂまでの距離が、測定用試料７の第２主面７ｂから、ポリ塩化ビニル管の第１端部８ｂと反対側の第２端部８ｃまでの距離よりも短くなるように調整する。測定用試料７を挿入したポリ塩化ビニル管８を縦に設置する。この時、試料が落ちないよう、ポリ塩化ビニル管８の下端にはφ０．４ｍｍの針金を十字に張っておく。ポリ塩化ビニル管８の第１端部８ｂと反対側の第２端部８ｃ側から空気を流速０．４１ｍ／秒で導入する。測定用試料７のポリ塩化ビニル管８の第２端部８ｃ側の圧力Ｐ１（単位：Ｐａ）を差圧計で測定する。ポリ塩化ビニル管８から測定用試料８を外し、ポリ塩化ビニル管８の第２端部８ｃ側から空気を流速０．４１ｍ／秒で導入して、ポリ塩化ビニル管８の第２端部８ｃ側の圧力Ｐ２（単位：Ｐａ）を差圧計で測定する。Ｐ１とＰ２との差を金属多孔体シート２の圧力損失（単位：Ｐａ）とする。
【0045】
上記の測定を、５つの測定用試料で行う。５つの測定用試料のそれぞれの圧力損失の平均を算出する。本開示において、５つの測定用試料のそれぞれの圧力損失の平均が、金属多孔体シート２の圧力損失に該当する。
【0046】
同一の金属多孔体シートにおいて、金属多孔体シートの打ち抜き位置を上記の通り設定して測定用試料を作製する限り、測定を複数回行っても、測定結果にほとんどばらつきがないことが確認されている。
【0047】
＜金属多孔体の構造＞
実施形態１において、金属多孔体シート２は、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなる。本開示において、三次元網目状構造とは、構成する固体成分が立体的に網目状に広がっている構造を意味する。ここで、固体成分とは金属などである。
実施形態１において、金属多孔体シート２は、三次元網目状構造を有する金属多孔体からなる。本開示において、三次元網目状構造とは、構成する固体成分が立体的に網目状に広がっている構造を意味する。ここで、固体成分とは金属などである。
【0048】
以下では、三次元網目状構造の理解を容易にするため、三次元網目状構造の構成単位をセル部２０と表現して説明する。図４は、実施形態１における金属多孔体の三次元網目状構造を構成する１つのセル部の拡大模式図である。図１０に示されるように、三次元網目状構造３０は、複数のセル部が接合することによって形成されている。
【0049】
図４および図５に示されるように、三次元網目状構造の構成単位であるセル部２０は、複数の支柱部５と複数の支柱部５を繋ぐノード部６とから構成される。したがって、三次元網目状構造は、複数の支柱部５と複数の支柱部５を繋ぐノード部６とから構成されると表現することができる。以下では、支柱部５とノード部６とを分けて説明するが、両者の明確な境界はなく、複数の支柱部５と複数のノード部６とが一体となって三次元網目状構造を構成している。以下では、支柱部５とノード部６とから構成される三次元網目状構造を骨格とも記す。以下では、理解を容易にするため、図４のセル部の形状を、図５に示される正十二面体と見做して説明する。
【0050】
複数の支柱部５および複数のノード部６は、平面状の多角形構造体であるフレーム部１０を形成する。ここで、平面状の多角形とは、平面的に見た場合に多角形であることを意味する。図５では平面状の多角形構造体は正五角形であるが、平面状の多角形構造体の形状は正五角形に限定されない。平面状の多角形構造体は、三角形、四角形、六角形等、他の多角形であってもよい。フレーム部１０は、複数の支柱部５と複数のノード部６とにより平面状の多角形状の孔を形成する。
【0051】
複数のフレーム部１０が組み合わされて、立体状の多面体構造体であるセル部２０を形成する。１個の支柱部５および１個のノード部６は、複数のフレーム部１０で共有されている。ノード部６の形状は、頂点を有するようなシャープエッジの形状であってもよいし、頂点が面取りされているような平面状であってもよいし、頂点にアールが付与されたような曲面状であってもよい。図５では、立体状の多面体構造体は、十二面体であるが、立方体、二十面体（図６）、切頂二十面体（図７）等、他の多面体であってもよい。セル部２０は、複数のフレーム部１０のそれぞれによって規定される仮想平面Ａにより囲まれた立体状の空間を形成する。
【0052】
図８、図９および図１０に示されるように、複数のセル部２０が組み合わせられることによって三次元網目状構造３０が形成される。フレーム部１０は複数のセル部２０で共有されている。フレーム部１０は２つのセル部２０で共有されていてもよい。三次元網目状構造３０は、複数のフレーム部１０からなると表現することもできる。三次元網目状構造３０は、複数のセル部２０からなると表現することもできる。本開示の金属多孔体は、三次元網目状構造３０を有することから、連通気孔を有することができる。
【0053】
本開示の金属多孔体は、フレーム部により形成される平面状の多角形状の孔と、セル部により形成される立体状の空間とから構成される三次元網目状構造を有している。本開示の金属多孔体は、平面状の孔のみを有するパンチングメタルおよび焼き網等の二次元網目状構造体とは明確に区別できる。本開示の金属多孔体は、複数の支柱部と複数のノード部とが一体となって三次元網目状構造を形成している。そのため、構成単位である繊維同士が絡み合わされて形成された不織布等のような構造体とは明確に区別できる。
【0054】
本開示の三次元網目状構造は、上述の構造に限定されない。例えば、セル部２０は、大きさ、平面的形状がそれぞれ異なる複数のフレーム部１０によって形成されていてもよい。三次元網目状構造は、大きさ、立体的形状がそれぞれ異なる複数のセル部２０によって形成されていてもよい。三次元網目状構造は、平面多角形状の孔が形成されていないフレーム部１０を一部に含んでいてもよいし、立体状の空間が形成されておらず、内部が中実であるセル部２０を一部に含んでいてもよい。
【0055】
金属多孔体の気孔率は、３０％以上９８％以下でもよく、４０％以上９７％以下でもよく、４０％以上９５％以下でもよく、５０％以上９６％以下でもよく、５０％以上９０％以下でもよい。金属多孔体の気孔率が３０％以上であることにより、金属多孔体を非常に軽量なものとすることができ、且つ金属多孔体の表面積を大きくすることができる。金属多孔体の気孔率が９８％以下であることにより、金属多孔体の強度を十分なものとすることができる。
【0056】
本開示において、金属多孔体の気孔率は次式で定義される。
気孔率［％］＝（気孔の体積［ｃｍ３］／金属多孔体の体積［ｃｍ３］）×１００
上記式において、金属多孔体の体積とは、金属多孔体の外観形状の体積である。
気孔率［％］＝（気孔の体積［ｃｍ３］／金属多孔体の体積［ｃｍ３］）×１００
上記式において、金属多孔体の体積とは、金属多孔体の外観形状の体積である。
【0057】
気孔の体積および金属多孔体の体積の測定方法は、以下の通りである。金属多孔体シート巻回体１を巻き戻して、金属多孔体シート２を平坦にする。金属多孔体シート２の外縁からの距離が２ｍｍ以上の領域内で、Ｘ線ＣＴにより金属多孔体シート２の三次元データを取得し、三次元データに基づき気孔の体積および金属多孔体の体積を求める。Ｘ線ＣＴの測定領域全体の体積が上記式における金属多孔体の体積に該当する。Ｘ線ＣＴの測定領域の大きさは、４ｍｍ３以上とする。測定領域の大きさは、測定対象の大きさに応じて適宜設定することができる。
【0058】
得られた気孔の体積および金属多孔体の体積を上記式に代入することにより、金属多孔体の気孔率を算出する。１つの測定対象である金属多孔体シート２に対して、互いに重複しない３箇所の測定領域を設定する。３箇所の測定領域のそれぞれにおいて、気孔の体積および金属多孔体の体積を求め、金属多孔体の気孔率を算出する。３箇所の測定領域の金属多孔体の気孔率の平均を算出する。本開示において、３箇所の測定領域の金属多孔体の気孔率の平均が、金属多孔体の気孔率に該当する。
【0059】
金属多孔体の骨格の平均気孔径は、３５０μｍ以上３５００μｍ以下でもよく、３５０μｍ以上１０００μｍ以下でもよく、３５０μｍ以上８５０μｍ以下でもよい。金属多孔体の骨格の気孔径とは、立体状の空間の孔径を意味する。金属多孔体の骨格の平均気孔径が３５０μｍ以上であることにより、金属多孔体の強度を高めることができる。金属多孔体の骨格の平均気孔径が３５００μｍ以下であることにより、金属多孔体の曲げ性を高めることができる。
【0060】
金属多孔体の骨格の平均気孔径の測定方法は以下の通りである。金属多孔体シート巻回体１を巻き戻して、金属多孔体シート２を平坦にする。金属多孔体シート２の表面を顕微鏡で観察する。観察像において、１インチ（２５．４ｍｍ＝２５４００μｍ）の直線を引き、直線が横切るセルの数ｎｃを数える。第１の平均気孔径を以下の式で算出する。
第１の平均気孔径（μｍ）＝２５４００（μｍ）／セルの数ｎｃ
第１の平均気孔径（μｍ）＝２５４００（μｍ）／セルの数ｎｃ
【0061】
上記の測定を、金属多孔体シート２の表面に設定された互いに重複しない任意の５視野で行う。５視野のそれぞれにおいて第１の平均気孔径を算出し、これらの平均である第２の平均気孔径を算出する。本開示において、第２の平均気孔径が金属多孔体の骨格の平均気孔径に該当する。
【0062】
同一の金属多孔体で測定する限り、測定視野の位置を任意に選択して、測定を複数回行っても、測定結果にほとんどばらつきがないことが確認されている。
【0063】
＜触媒＞
実施形態１において、金属多孔体は、触媒を含む。金属多孔体において、触媒は、支柱部５とノード部６とから構成される骨格の表面に担持されていてもよい。この場合、触媒は、金属多孔体の外表面に位置する骨格の表面に担持されていてもよい。
実施形態１において、金属多孔体は、触媒を含む。金属多孔体において、触媒は、支柱部５とノード部６とから構成される骨格の表面に担持されていてもよい。この場合、触媒は、金属多孔体の外表面に位置する骨格の表面に担持されていてもよい。
【0064】
触媒の種類は、特に制限されず、金属多孔体シート巻回体１の用途によって適宜選択される。触媒としては、例えば、亜酸化窒素分解触媒、アンモニア分解触媒、プロパン改質触媒、メタン改質触媒、メタノール改質触媒、アンモニア合成触媒、メタン合成触媒が上げられる。
【0065】
触媒は亜酸化窒素分解触媒を含み、亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）と、カリウムと、を有してもよい。四酸化三コバルトと、カリウムと、を有する亜酸化窒素分解触媒は、低温でも、亜酸化窒素を効率的に分解することができる。低温とは、例えば３５０℃以下を意味する。
【0066】
亜酸化窒素分解触媒は四酸化三コバルトと、カリウムと、を有し、亜酸化窒素分解触媒において、四酸化三コバルトの含有量Ａ（ｇ）およびカリウムの含有量Ｂ（ｇ）の合計（Ａ＋Ｂ）（ｇ）に対する、四酸化三コバルトの含有量Ａ（ｇ）の質量基準の百分率｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００は、９９．５％以上９９．９％以下であってもよい。これによると、亜酸化窒素分解触媒の亜酸化窒素の分解能が更に向上する。百分率｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００は、９９．６％以上９９．８％以下でもよく、９９．７％以上９９．８％以下でもよい。
【0067】
本開示において、百分率｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００は以下の手順で測定される。金属多孔体をプレスすることにより、金属多孔体から亜酸化窒素分解触媒を脱落させて、亜酸化窒素分解触媒のみを取り出す。取り出された亜酸化窒素分解触媒を５０℃の０．１Ｍ硝酸溶液に６０分間浸漬して、亜酸化窒素分解触媒を溶解させた溶解液を得る。硝酸溶液に溶解させる亜酸化窒素分解触媒の質量Ｍ１は、例えば、０．０４ｇ以上とする。本開示において、亜酸化窒素分解触媒を５０℃の０．１Ｍ硝酸溶液に６０分間浸漬して、亜酸化窒素分解触媒を溶解させた溶解液を第１溶解液とも記す。
【0068】
第１溶解液に対してＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ、高周波誘導結合プラズマ）発光分光分析を行い、第１溶解液中のコバルト（Ｃｏ）含有量（ｇ）およびカリウム（Ｋ）含有量（ｇ）を測定する。コバルト含有量（ｇ）に基づき、四酸化三コバルトとしての含有量Ａ（ｇ）を算出する。得られた四酸化三コバルトの含有量Ａ（ｇ）およびカリウムの含有量Ｂ（ｇ）に基づき、百分率｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００を算出する。
【0069】
硝酸溶液に溶解させた亜酸化窒素分解触媒の質量Ｍ１および得られた四酸化三コバルトの含有量Ａおよびカリウムの含有量Ｂに基づき、亜酸化窒素分解触媒中の四酸化三コバルトの含有率、および、亜酸化窒素分解触媒中のカリウムの含有率を算出することができる。
【0070】
亜酸化窒素分解触媒中のすべてのコバルトが、四酸化三コバルトとして存在していることは、以下の手順で確認される。亜酸化窒素分解触媒のＸ線回折分析を行い、Ｘ線回折スペクトルを取得する。Ｘ線回折分析は、測定装置としてパナリティカル社製の「ＥＭＰＹＲＥＡＮ」を用いる。測定条件は以下の通りである。
＜Ｘ回折分析測定条件＞
Ｘ線回折法：θ－２θ法
測定範囲：２θ＝１０°～８０°
積算時間：１９７．１１１ｓｅｃ
特性Ｘ線：Ｃｕ－Ｋａ
管電圧：４５ｋＶ
管電流：２００ｍＡ
光学系：集中法
Ｘ線回折装置のスキャンスピード：１．５°／分
ステップ幅：０．０３゜
＜Ｘ回折分析測定条件＞
Ｘ線回折法：θ－２θ法
測定範囲：２θ＝１０°～８０°
積算時間：１９７．１１１ｓｅｃ
特性Ｘ線：Ｃｕ－Ｋａ
管電圧：４５ｋＶ
管電流：２００ｍＡ
光学系：集中法
Ｘ線回折装置のスキャンスピード：１．５°／分
ステップ幅：０．０３゜
【0071】
得られたＸ線回折スペクトルにおいて、四酸化三コバルトに帰属する回折ピークが存在し、他のコバルト化合物に帰属するピークが存在しない場合、亜酸化窒素分解触媒中のすべてのコバルトが、四酸化三コバルトとして存在していることが確認される。
【0072】
亜酸化窒素分解触媒において、コバルトの含有量Ｃ（ｇ）およびカリウムの含有量Ｂ（ｇ）の合計（Ｃ＋Ｂ）（ｇ）に対するコバルトの含有量Ｃ（ｇ）の質量基準の百分率｛Ｃ／（Ｃ＋Ｂ）｝×１００は、９９．３％以上９９．９％以下でもよく、９９．４％以上９９．８％以下でもよい。
【0073】
亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルトおよびカリウムに加えて、他の成分を含むことができる。他の成分としては、ケイ素、アルミニウム、ニッケル、鉄、錫、銅、亜鉛、ナトリウム、ルビジウム、セシウムなどが挙げられる。亜酸化窒素分解触媒の他の成分の合計含有率は、２０質量％以下とすることができる。亜酸化窒素分解触媒の他の成分の合計含有量は、第１溶解液に対してＩＣＰ発光分光分析を行うことにより測定される。
【0074】
亜酸化窒素分解触媒が四酸化三コバルトおよびカリウムに加えて、他の成分を含む場合においても、四酸化三コバルトの含有量Ａ（ｇ）およびカリウムの含有量Ｂ（ｇ）の合計（Ａ＋Ｂ）（ｇ）に対する、四酸化三コバルトの含有量Ａ（ｇ）の質量基準の百分率｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００は、９９．５％以上９９．９％以下でもよく、９９．６％以上９９．８％以下でもよく、９９．７％以上９９．８％以下でもよい。
【0075】
亜酸化窒素分解触媒は四酸化三コバルトと、カリウムとを有し、金属多孔体のコバルトの含有量は、１８ｍｇ／ｃｍ３以上２５０ｍｇ／ｃｍ３以下であってもよい。これによると、金属多孔体は高い亜酸化窒素の分解能を示すことが可能である。本開示において、金属多孔体のコバルトの含有量とは、金属多孔体の外観の単位体積（ｃｍ３）当たりのコバルトの含有量（ｍｇ）を意味する。金属多孔体のコバルトの含有量の下限は、１８ｍｇ／ｃｍ３以上でもよく、４０ｍｇ／ｃｍ３以上でもよく、５０ｍｇ／ｃｍ３以上でもよく、７５ｍｇ／ｃｍ３以上でもよく、１００ｍｇ／ｃｍ３以上でもよい。金属多孔体のコバルトの含有量の上限は、２００ｍｇ／ｃｍ３以下でもよく、１５０ｍｇ／ｃｍ３以下でもよい。亜酸化金属多孔体のコバルトの含有量は、５０ｍｇ／ｃｍ３以上２００ｍｇ／ｃｍ３以下でもよく、１００ｍｇ／ｃｍ３以上１５０ｍｇ／ｃｍ３以下でもよい。
【0076】
本開示において、金属多孔体のコバルトの含有量は以下の手順で測定される。金属多孔体シートを切り出して金属多孔体からなる測定用試料を作製し、測定用試料を５０℃の０．１Ｍ硝酸溶液に６０分間浸漬して、亜酸化窒素分解触媒を溶解させた溶解液を得る。測定用試料の外観の体積は０．１ｃｍ３以上とする。本開示において、測定用試料を５０℃の０．１Ｍ硝酸溶液に６０分間浸漬して、亜酸化窒素分解触媒を溶解させた溶解液を「第２溶解液」とも記す。得られた第２溶解液に対してＩＣＰ発光分光分析を行い、溶解液中のコバルト（Ｃｏ）の含有量（ｍｇ）を測定する。コバルトの含有量（ｍｇ）を測定用試料の外観の体積（ｃｍ３）で割ることにより、金属多孔体に含まれるコバルトの含有量（ｍｇ／ｃｍ３）を得る。
【0077】
アンモニア分解触媒は、ルテニウムと、酸化セリウム（ＣｅＯ２）とを有してもよい。ルテニウムと、酸化セリウムとを有するアンモニア分解触媒は、低温でもアンモニアを分解することが可能である。低温とは、例えば５００℃以下を意味する。
【0078】
アンモニア分解触媒はルテニウムと、酸化セリウムとを有し、金属多孔体のルテニウムの含有量は、１０ｍｇ／ｃｍ３以上２０ｍｇ／ｃｍ３以下であってもよい。これによると、金属多孔体において高価なルテニウムの含有量が抑制されつつも、金属多孔体は高いアンモニアの分解能を示すことが可能である。よって、金属多孔体は、コストと性能のバランスに優れている。本開示において、金属多孔体のルテニウムの含有量とは、金属多孔体の外観の単位体積（ｃｍ３）当たりのルテニウムの含有量（ｍｇ）を意味する。金属多孔体のルテニウムの含有量は、１２ｍｇ／ｃｍ３以上１８ｍｇ／ｃｍ３以下でもよく、１４ｍｇ／ｃｍ３以上１６ｍｇ／ｃｍ３以下でもよい。
【0079】
本開示において、金属多孔体のルテニウムの含有量は以下の手順で測定される。金属多孔体シート２を切り出して金属多孔体からなる測定用試料を作製し、測定用試料を王水に浸漬して、アンモニア分解触媒を溶解させた溶解液を得る。測定用試料の体積は０．１ｃｍ３以上とする。測定用試料を王水へ溶解する際の条件は、アンモニア分解触媒がすべて王水に溶解するような条件であれば特に限定されない。例えば、測定用試料を１０００℃で２４時間大気中にて熱処理した後、２００℃の王水に３００分間浸漬することにより、すべてのアンモニア分解触媒を王水に溶解させることができる。得られた溶解液に対してＩＣＰ発光分光分析を行い、溶解液中のルテニウム（Ｒｕ）の含有量（ｍｇ）を測定する。ルテニウムの含有量（ｍｇ）を金属多孔体シートからなる測定用試料の体積（ｃｍ３）で割ることにより、金属多孔体に含まれるルテニウムの含有量（ｍｇ／ｃｍ３）を得る。
【0080】
本開示において、アンモニア分解触媒が酸化セリウムを含むことは、以下の手順で確認される。亜酸化窒素分解触媒のＸ線回折分析を行い、Ｘ線回折スペクトルを取得する。Ｘ線回折分析の条件は上記＜Ｘ回折分析測定条件＞の通りである。
【0081】
得られたＸ線回折スペクトルにおいて、酸化セリウムに帰属する回折ピークが存在する場合、亜酸化窒素分解触媒が酸化セリウムを含むことが確認される。
【0082】
＜金属多孔体シート巻回体の単位長さ（１ｃｍ）あたりの圧力損失＞
実施形態１の金属多孔体シート巻回体１の単位長さ（１ｃｍ）あたりの圧力損失は、１Ｐａ／ｃｍ以上１００Ｐａ／ｃｍ以下でもよく、２Ｐａ／ｃｍ以上５０Ｐａ／ｃｍ以下でもよく、３Ｐａ／ｃｍ以上４０Ｐａ／ｃｍ以下でもよい。金属多孔体シート巻回体１の単位長さ（１ｃｍ）あたりの圧力損失が１Ｐａ／ｃｍ以上であると、金属多孔体シート巻回体１を通過する流体の流れを乱すことが可能となり触媒と流体との接触頻度を上げることができる。金属多孔体シート巻回体１の単位長さ（１ｃｍ）あたりの圧力損失が１００Ｐａ／ｃｍ以下であると、金属多孔体シート巻回体１を用いた部材４において、圧力損失が更に低減される。
実施形態１の金属多孔体シート巻回体１の単位長さ（１ｃｍ）あたりの圧力損失は、１Ｐａ／ｃｍ以上１００Ｐａ／ｃｍ以下でもよく、２Ｐａ／ｃｍ以上５０Ｐａ／ｃｍ以下でもよく、３Ｐａ／ｃｍ以上４０Ｐａ／ｃｍ以下でもよい。金属多孔体シート巻回体１の単位長さ（１ｃｍ）あたりの圧力損失が１Ｐａ／ｃｍ以上であると、金属多孔体シート巻回体１を通過する流体の流れを乱すことが可能となり触媒と流体との接触頻度を上げることができる。金属多孔体シート巻回体１の単位長さ（１ｃｍ）あたりの圧力損失が１００Ｐａ／ｃｍ以下であると、金属多孔体シート巻回体１を用いた部材４において、圧力損失が更に低減される。
【0083】
本開示において、金属多孔体シート巻回体１の単位長さ（１ｃｍ）あたりの圧力損失は、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１に沿う方向に空気を流速０．４１ｍ／秒で通過させて測定される。具体的な測定方法は以下の通りである。ポリ塩化ビニル管を準備する。ポリ塩化ビニル管の長さは、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１の長さの１．５倍以上とする。図１３に示されるように、ポリ塩化ビニル管８の内部空間の断面形状は、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１を法線とする断面の最小外接円Ｃ３と同一形状とする。
【0084】
図１４に示されるように、ポリ塩化ビニル管８のいずれかの第１端部８ｂ側からポリ塩化ビニル管８の内部空間に、金属多孔体シート巻回体１を、金属多孔体シート巻回体１の外周面が、ポリ塩化ビニル管８の内壁８ａと接するように挿入する。金属多孔体シート巻回体１を挿入したポリ塩化ビニル管８を縦に設置する。この時、金属多孔体シート巻回体１が落ちないよう、ポリ塩化ビニル管８の下端にはφ０．４ｍｍの針金を十字に張っておく。ポリ塩化ビニル管の第１端部８ｂと反対側の第２端部側８ｃから空気を流速０．４１ｍ／秒で導入する。金属多孔体シート巻回体１のポリ塩化ビニル管８の第２端部８ｃ側の圧力Ｐ３（単位：Ｐａ）を差圧計で測定する。ポリ塩化ビニル管８から金属多孔体シート巻回体１を外し、ポリ塩化ビニル管の第２端部８ｃ側から空気を流速０．４１ｍ／秒で導入して、ポリ塩化ビニル管の第２端部側８ｃの圧力Ｐ４（単位：Ｐａ）を差圧計で測定する。Ｐ３とＰ４との差（単位：Ｐａ）を金属多孔体シート２の軸Ｃ１に沿う方向の長さ（単位：ｃｍ）で除することにより、金属多孔体シート巻回体１の単位長さ（１ｃｍ）あたりの圧力損失を得る。
【0085】
＜金属多孔体シート巻回体の密度＞
実施形態１の金属多孔体シート巻回体の密度は、０．１ｇ／ｃｍ３以上０．５ｇ／ｃｍ３以下でもよく、０．２ｇ／ｃｍ３以上０．４５ｇ／ｃｍ３以下でもよく、０．２４ｇ／ｃｍ３以上０．４２ｇ／ｃｍ３以下でもよい。
実施形態１の金属多孔体シート巻回体の密度は、０．１ｇ／ｃｍ３以上０．５ｇ／ｃｍ３以下でもよく、０．２ｇ／ｃｍ３以上０．４５ｇ／ｃｍ３以下でもよく、０．２４ｇ／ｃｍ３以上０．４２ｇ／ｃｍ３以下でもよい。
【0086】
本開示において、金属多孔体シート巻回体の密度は次式で定義される。
金属多孔体シート巻回体の密度［ｇ／ｃｍ３］＝（金属多孔体シート巻回体の質量［ｇ］／金属多孔体シート巻回体の体積［ｃｍ３］）×１００
上記式において、金属多孔体シート巻回体の体積とは、金属多孔体シート巻回体の外観形状の体積である。
金属多孔体シート巻回体の密度［ｇ／ｃｍ３］＝（金属多孔体シート巻回体の質量［ｇ］／金属多孔体シート巻回体の体積［ｃｍ３］）×１００
上記式において、金属多孔体シート巻回体の体積とは、金属多孔体シート巻回体の外観形状の体積である。
【0087】
＜金属多孔体の骨格の組成＞
実施形態１において、金属多孔体の骨格の組成は特に制限されず、触媒の種類や、金属多孔体シート巻回体１の用途によって適宜選択される。
実施形態１において、金属多孔体の骨格の組成は特に制限されず、触媒の種類や、金属多孔体シート巻回体１の用途によって適宜選択される。
【0088】
金属多孔体の骨格の表面に触媒が担持されている場合、骨格の組成としては、例えば、ニッケル、ニッケル－クロム、ニッケル－コバルト、ニッケル－スズ、銅、アルミニウムが挙げられる。
【0089】
＜金属多孔体シート巻回体の製造方法＞
金属多孔体シート巻回体１の製造方法は、金属多孔体シート２を準備する第１工程と、金属多孔体シート２をロール状に巻回して金属多孔体シート巻回体１を得る第２工程と、を備えることができる。
金属多孔体シート巻回体１の製造方法は、金属多孔体シート２を準備する第１工程と、金属多孔体シート２をロール状に巻回して金属多孔体シート巻回体１を得る第２工程と、を備えることができる。
【0090】
＜第１工程＞
第１工程で準備される金属多孔体シート２は、触媒を含む金属多孔体からなる。触媒を含む金属多孔体は、以下の手順で準備することができる。まず、金属多孔体の骨格を準備する。骨格としては、住友電気工業株式会社製の「セルメット（登録商標）」などの市販の金属多孔体を用いることができる。
第１工程で準備される金属多孔体シート２は、触媒を含む金属多孔体からなる。触媒を含む金属多孔体は、以下の手順で準備することができる。まず、金属多孔体の骨格を準備する。骨格としては、住友電気工業株式会社製の「セルメット（登録商標）」などの市販の金属多孔体を用いることができる。
【0091】
所望の骨格を市場から入手することができない場合には、以下の方法によって骨格を製造してもよい。三次元網目状構造を有する樹脂成形体のシートを用意する。樹脂成形体としては、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂等を用いることができる。続いて、樹脂成形体の表面に導電層を形成する導電化処理工程を行なう。導電化処理は、例えば、カーボン、導電性セラミック等の導電性粒子を含有した導電性塗料を塗布したり、無電解めっき法によってニッケルおよび銅等の導電性金属による層を形成したり、蒸着法またはスパッタリング法によって導電性金属による層を形成したりすることによって行なうことができる。続いて、表面に導電層を形成した樹脂成形体を基材として用いて、ニッケルなどの金属を電気めっきするめっき工程を行なう。電気めっきは公知の手法によって行なえばよい。
【0092】
最後に、熱処理等により、基材として用いた樹脂成形体を除去する除去工程を行なうことにより、三次元網目状構造を有する骨格を得ることができる。
【0093】
次に、触媒粉末を、バインダーおよび分散剤などと混合して、触媒含有スラリーを準備する。バインダーおよび分散剤の種類は、触媒の種類に応じて、適宜選択することができる。
【0094】
触媒が四酸化三コバルトと、カリウムと、を有する亜酸化窒素分解触媒の場合、バインダーとしては日産化学社製の「スノーテックスＳＴ－Ｎ」（商標）、分散剤としては日油社製の「マリアリム」（商標）を用いることができる。亜酸化窒素分解触媒とバインダーと分散剤との混合比は、質量基準で５～１０：１～５：０．１～２とすることができる。その他、消泡剤や増粘剤等、適宜添加することができる。
【0095】
触媒がルテニウムと、酸化セリウムとを有するアンモニア分解触媒の場合、バインダーとしてはＤＩＣ社製の「ボンコートＥＣ－７４０ＥＦ」（商標）、分散剤としては日油社製の「マリアリム」（商標）を用いることができる。アンモニア分解触媒とバインダーと分散剤との混合比は、質量基準で５～１０：１～１０：０．１～４とすることができる。その他、消泡剤や増粘剤等、適宜添加することができる。
【0096】
金属多孔体の骨格を触媒含有スラリーに１分間浸漬した後に引き上げる。必要に応じて、表面に触媒含有スラリーが付着した金属多孔体の骨格を、例えば２０ｍ／ｓの風量で１分間ブローしたのち、１５０℃で１５分間熱処理を行うことができる。必要に応じて、上記の骨格の触媒含有スラリーへの浸漬、ブローおよび熱処理を繰り返し行う。
【0097】
必要に応じて、上記のブローおよび熱処理に代えて、表面に触媒含有スラリーが付着した金属多孔体の骨格をホットプレート上で８０℃で３０分乾燥する工程を行うことができる。必要に応じて、上記の骨格の触媒含有スラリーへの浸漬、ホットプレート上での乾燥工程を繰り返し行う。
【0098】
以上の工程により、金属多孔体シートを作製することができる。
【0099】
＜第２工程＞
次に、第１工程で得られた金属多孔体シート２をロール状に巻回して金属多孔体シート巻回体１を得る。金属多孔体シート巻回体１の巻き戻しを防ぐために、金属多孔体シート巻回体１の外側の端部をテープで固定してもよい。
次に、第１工程で得られた金属多孔体シート２をロール状に巻回して金属多孔体シート巻回体１を得る。金属多孔体シート巻回体１の巻き戻しを防ぐために、金属多孔体シート巻回体１の外側の端部をテープで固定してもよい。
【0100】
金属多孔体シート巻回体は、２枚以上の金属多孔体シート２を用いて作製されてもよい。例えば、図１５に示されるように、２枚の金属多孔体シート２を作製してこれらを接合した後に、図１５に示される金属多孔体シートの接合部分２Ｃの延在方向であるＹ軸方向と交差するＸ軸方向に巻き回して、図１６に示される金属多孔体シート巻回体１を得ることができる。接合方法は、例えば、２枚の金属多孔体シート２のそれぞれの一部を重ねてプレス成型を行う方法、２枚の金属多孔体シート２のそれぞれの一部を重ねて溶接する方法が挙げられる。接合される金属多孔体シート２の枚数は２枚に限定されず、３枚以上であってもよい。金属多孔体シートの厚さ、金属多孔体の気孔率、金属多孔体の骨格の平均気孔径、触媒の組成などを測定する際は、接合部分以外の領域で測定する。
【0101】
２枚以上の金属多孔体シートを用いて金属多孔体シート巻回体を作製する場合、２枚以上の金属多孔体シート同士は、接合されていなくてもよい。例えば、２枚の金属多孔体シートを作製し、一方の第１金属多孔体シートを巻き回し、第１金属多孔体シートの巻き回し終端を開始点として、他の一方の第２金属多孔体シートを続けて巻き回しても良い。この時、第１金属多孔体シートの巻き回し終端と、第２金属多孔体シートの巻き回し開始端とは、接していてもよく、接していなくてもよい。接していない場合は、第１金属多孔体シートの巻き回し終端と、第２金属多孔体シートの巻き回し開始端との間の隙間の長さは０．１ｍｍ以下でもよく、１ｍｍ以下でもよく、２．２ｍｍ以下でもよい。
【0102】
［実施形態２：部材］
図３は、本開示の一実施形態（以下、「実施形態２」とも記す。）に係る部材４の模式的断面図である。図３に示されるように、部材４は、流路管３と、流路管３の内部空間に挿入された実施形態１の金属多孔体シート巻回体１と、を備える。金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とのなす角度は０°以上４５°以下である。金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１とは、金属多孔体シート巻回体１のいずれかの第１端面１ａと、第１端面１ａと反対側の第２端面１ｂとの間の最短距離を規定する線分を意味する。流路管３の軸Ｃ２とは、流路管の第１端部３ｂと第２端部３ｃとの間の最短距離を規定する線分を意味する。図３では、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とが同一線上に存在するため、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とのなす角度が０°である。
図３は、本開示の一実施形態（以下、「実施形態２」とも記す。）に係る部材４の模式的断面図である。図３に示されるように、部材４は、流路管３と、流路管３の内部空間に挿入された実施形態１の金属多孔体シート巻回体１と、を備える。金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とのなす角度は０°以上４５°以下である。金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１とは、金属多孔体シート巻回体１のいずれかの第１端面１ａと、第１端面１ａと反対側の第２端面１ｂとの間の最短距離を規定する線分を意味する。流路管３の軸Ｃ２とは、流路管の第１端部３ｂと第２端部３ｃとの間の最短距離を規定する線分を意味する。図３では、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とが同一線上に存在するため、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とのなす角度が０°である。
【0103】
流路管３は、触媒により分解される反応物質を含む流体の流路である。反応物質としては、例えば、亜酸化窒素、アンモニア、プロパン、メタン、メタノール、水素、水、窒素、二酸化炭素が挙げられる。流路は、流体の入り口側の第１端部３ｂと、第１端部３ｂと反対側の第２端部３ｃとを有する。第１端部３ｂ側から流体を流すと、流体は金属多孔体シート巻回体１を通過して、第２端部３ｃ側へ移動する。金属多孔体シート巻回体１は触媒を含むため、流体が金属多孔体シート巻回体１を通過する際に、流体に含まれる反応物質が分解される。よって、第２端部３ｃ側へ移動した流体では、反応物質が分解されている。
【0104】
流体の流れる方向に対して垂直な断面における流路管３の内部空間の形状（以下「内部空間の断面形状」とも記す。）は特に限定されない。例えば、流路管３の内部空間の断面形状は、円形、楕円形、矩形とすることができる。流路管３の内部空間の断面の面積は特に限定されず、用途によって適宜変更することができる。
【0105】
流路管３の内部空間を規定する流路壁の材質は、流体、反応物質および触媒などを考慮して適宜選択できる。例えば、ステンレス、インコネル、アルミニウム、チタン、石英管などを使用できる。
【0106】
実施形態２の部材４において、流路管３の内壁３ａと、金属多孔体シート巻回体１とは接していてもよい。これによると、金属多孔体シート巻回体１を通過する流体の量を増加させることができるため、触媒による反応物質の分解率を向上させることができる。
【0107】
実施形態２の部材４において、金属多孔体シート巻回体を軸Ｃ１を法線とする面Ｐ１で切断して得られる金属多孔体シート巻回体１の断面の面積Ｓ１の流路管３を面Ｐ１と同一の面で切断して得られる流路管３の内部空間の断面の面積Ｓ２に対する百分率（Ｓ１／Ｓ２）×１００は、８０％以上でもよく、９０％以上でもよく、９５％以上でもよく、１００％でもよい。百分率（Ｓ１／Ｓ２）×１００が、軸Ｃ１に沿って変化する場合は、最小値が８０％以上でもよく、９０％以上でもよく、９５％以上でもよく、１００％でもよい。金属多孔体シート巻回体１の断面の面積Ｓ１とは、断面に露出した金属多孔体シートの面積を意味する。
【0108】
実施形態２の部材４は、例えば、廃棄ガス処理装置、水素製造装置、メタン合成装置、アンモニア合成装置に用いることができる。
【0109】
＜部材の製造方法＞
実施形態２の部材４は、流路管３の内部空間に、金属多孔体シート巻回体１を、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とのなす角度が０°以上４５°以下となるように流路管３の内部空間に挿入して作製することができる。
実施形態２の部材４は、流路管３の内部空間に、金属多孔体シート巻回体１を、金属多孔体シート巻回体１の軸Ｃ１と、流路管３の軸Ｃ２とのなす角度が０°以上４５°以下となるように流路管３の内部空間に挿入して作製することができる。
【0110】
［付記１］
本開示の金属多孔体シート巻回体において、金属多孔体は亜酸化窒素分解触媒を含み、
前記亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルトと、カリウムとを有し、
前記亜酸化窒素分解触媒において、コバルトの含有量Ｃ（ｇ）およびカリウムの含有量Ｂ（ｇ）の合計（Ｃ＋Ｂ）（ｇ）に対するコバルトの含有量Ｃ（ｇ）の質量基準の百分率｛Ｃ／（Ｃ＋Ｂ）｝×１００は、９９．３％以上９９．９％以下でもよい。
本開示の金属多孔体シート巻回体において、金属多孔体は亜酸化窒素分解触媒を含み、
前記亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルトと、カリウムとを有し、
前記亜酸化窒素分解触媒において、コバルトの含有量Ｃ（ｇ）およびカリウムの含有量Ｂ（ｇ）の合計（Ｃ＋Ｂ）（ｇ）に対するコバルトの含有量Ｃ（ｇ）の質量基準の百分率｛Ｃ／（Ｃ＋Ｂ）｝×１００は、９９．３％以上９９．９％以下でもよい。
【0111】
［付記２］
本開示の金属多孔体シート巻回体において、金属多孔体は亜酸化窒素分解触媒を含み、
前記亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルトと、カリウムとを有し、
前記金属多孔体のコバルトの含有量は、５０ｍｇ／ｃｍ３以上２００ｍｇ／ｃｍ３以下でもよい。
本開示の金属多孔体シート巻回体において、金属多孔体は亜酸化窒素分解触媒を含み、
前記亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルトと、カリウムとを有し、
前記金属多孔体のコバルトの含有量は、５０ｍｇ／ｃｍ３以上２００ｍｇ／ｃｍ３以下でもよい。
【実施例0112】
本実施の形態を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本実施の形態が限定されるものではない。
【0113】
［検討１］
＜金属多孔体シートの作製＞
各試料の金属多孔体の骨格として、以下のＮｉセルメットを準備した。
品番＃８：住友電気工業株式会社製の「Ｎｉセルメット、品番＃８、Ｎｉ目付３１５ｇ／ｍ２、厚さ１．２ｍｍ、平均気孔径４５０μｍ」
品番＃４：「Ｎｉセルメット、品番＃４、Ｎｉ目付８５０ｇ／ｍ２、厚さ２．２ｍｍ、平均気孔径８５０μｍ」
各試料で用いたＮｉセルメットの品番および平均気孔径は、表１の「骨格」の「品番」および「平均気孔径」欄に記載の通りである。
＜金属多孔体シートの作製＞
各試料の金属多孔体の骨格として、以下のＮｉセルメットを準備した。
品番＃８：住友電気工業株式会社製の「Ｎｉセルメット、品番＃８、Ｎｉ目付３１５ｇ／ｍ２、厚さ１．２ｍｍ、平均気孔径４５０μｍ」
品番＃４：「Ｎｉセルメット、品番＃４、Ｎｉ目付８５０ｇ／ｍ２、厚さ２．２ｍｍ、平均気孔径８５０μｍ」
各試料で用いたＮｉセルメットの品番および平均気孔径は、表１の「骨格」の「品番」および「平均気孔径」欄に記載の通りである。
【0114】
亜酸化窒素分解触媒として、四酸化三コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）およびカリウム（Ｋ）からなる亜酸化窒素分解触媒を準備した。各試料で用いられた亜酸化窒素分解触媒の四酸化三コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）およびカリウム（Ｋ）の含有率は、表１の「亜酸化窒素分解触媒」の「Ｃｏ３Ｏ４」および「Ｋ」欄に示される通りである。例えば、試料１で準備された亜酸化窒素分解触媒は、四酸化三コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）を９９．８０質量％およびカリウム（Ｋ）を０．２０質量％含む。各試料における四酸化三コバルトの含有量Ａ（ｇ）およびカリウムの含有量Ｂ（ｇ）の合計（Ａ＋Ｂ）（ｇ）に対する、四酸化三コバルトの含有量Ａ（ｇ）の質量基準の百分率｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００は、表１の「亜酸化窒素分解触媒」の「｛Ａ／（Ａ＋Ｂ）｝×１００」欄に記載の通りである。
【0115】
亜酸化窒素分解触媒を、バインダーおよび分散剤と混合して触媒含有スラリーを準備した。バインダーとしては日産化学社製の「スノーテックスＳＴ－Ｎ」（商標）、分散剤としては日油社製の「マリアリム」（商標）を用いた。亜酸化窒素分解触媒とバインダーと分散剤との混合比は、質量基準で１０：５：２とした。
【0116】
金属多孔体の骨格を触媒含有スラリーに１分間浸漬した後に引き上げた。５分ほど室温で静置したのち、１５０℃で１５分間熱処理を行った。以上の工程により、金属多孔体シートを作製した。
【0117】
＜金属多孔体シートおよび金属多孔体の評価＞
各試料の金属多孔体シートの平均厚さ、圧力損失および金属多孔体のコバルトの含有量を測定した。具体的な測定方法は実施形態１に記載されているため、その説明は繰り返さない。結果を表１の「金属多孔体シート」の「平均厚さ」、「圧力損失」欄および「金属多孔体」の「Ｃｏ含有量」欄に示す。
各試料の金属多孔体シートの平均厚さ、圧力損失および金属多孔体のコバルトの含有量を測定した。具体的な測定方法は実施形態１に記載されているため、その説明は繰り返さない。結果を表１の「金属多孔体シート」の「平均厚さ」、「圧力損失」欄および「金属多孔体」の「Ｃｏ含有量」欄に示す。
【0118】
【表1】
【0119】
＜評価用試料の作製＞
試料１～試料４では、金属多孔体シートをロール状に巻回して、評価用試料である金属多孔体シート巻回体を作製した。各試料の金属多孔体シート巻回体は円柱形状である。各試料の金属多孔体シート巻回体の径、長さおよび密度は、表２の「評価用試料」の「径」、「長さ」および「密度」欄に示される通りである。
試料１～試料４では、金属多孔体シートをロール状に巻回して、評価用試料である金属多孔体シート巻回体を作製した。各試料の金属多孔体シート巻回体は円柱形状である。各試料の金属多孔体シート巻回体の径、長さおよび密度は、表２の「評価用試料」の「径」、「長さ」および「密度」欄に示される通りである。
【0120】
試料１－１、試料１－３および試料１－４では、金属多孔体シートを径１６ｍｍの板状に打ち抜き、８枚の円板状の金属多孔体片を準備した。８枚の金属多孔体片を、主面同士が対向するように重ねて、評価用試料である金属多孔体シート積層体を作製した。得られた金属多孔体シート積層体の径、長さおよび密度は、表２の「評価用試料」の「径」、「長さ」および「密度」欄に示される通りである。
【0121】
試料１－２では、金属多孔体シートを径１６ｍｍの板状に打ち抜き、５枚の円板状の金属多孔体片を準備した。５枚の金属多孔体片を、主面同士が対向するように重ねて、評価用試料である金属多孔体シート積層体を作製した。得られた金属多孔体シート積層体の径、長さおよび密度は、表２の「評価用試料」の「径」、「長さ」および「密度」欄に示される通りである。
【0122】
＜評価用試料の圧力損失の測定＞
ポリ塩化ビニル管を準備した。ポリ塩化ビニル管の内部空間の径は１６ｍｍである。ポリ塩化ビニル管のいずれかの第１端部側からポリ塩化ビニル管の内部空間に、各試料の評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を、これらの軸が、流路管の軸に沿うように流路管の内部空間に挿入した。この時、評価用試料の外周面が、ポリ塩化ビニル管の内壁と接していた。評価用試料を挿入したポリ塩化ビニル管を縦に設置した。ポリ塩化ビニル管の下端にはφ０．４ｍｍの針金を十字に張った。ポリ塩化ビニル管の第１端部と反対側の第２端部側から空気を流量５Ｌ／分で導入した。評価用試料のポリ塩化ビニル管の第２端部側の圧力Ｐ３（単位：Ｐａ）を差圧計で測定した。ポリ塩化ビニル管から評価用試料を外し、ポリ塩化ビニル管の第２端部側から空気を流量５Ｌ／分で導入して、ポリ塩化ビニル管の第２端部側の圧力Ｐ４（単位：Ｐａ）を差圧計で測定した。Ｐ３とＰ４との差（単位：Ｐａ）を算出することにより、各試料の評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）の圧力損失を得た。結果を表２の「評価」の「圧力損失」欄に示す。圧力損失が小さいほど、省エネルギー化が可能である。各試料について、圧力損失を測定用試料の長さで除することにより、単位長さ当たりの圧力損失を算出した。結果を表２の「単位長さ当たりの圧力損失」欄に示す。
ポリ塩化ビニル管を準備した。ポリ塩化ビニル管の内部空間の径は１６ｍｍである。ポリ塩化ビニル管のいずれかの第１端部側からポリ塩化ビニル管の内部空間に、各試料の評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を、これらの軸が、流路管の軸に沿うように流路管の内部空間に挿入した。この時、評価用試料の外周面が、ポリ塩化ビニル管の内壁と接していた。評価用試料を挿入したポリ塩化ビニル管を縦に設置した。ポリ塩化ビニル管の下端にはφ０．４ｍｍの針金を十字に張った。ポリ塩化ビニル管の第１端部と反対側の第２端部側から空気を流量５Ｌ／分で導入した。評価用試料のポリ塩化ビニル管の第２端部側の圧力Ｐ３（単位：Ｐａ）を差圧計で測定した。ポリ塩化ビニル管から評価用試料を外し、ポリ塩化ビニル管の第２端部側から空気を流量５Ｌ／分で導入して、ポリ塩化ビニル管の第２端部側の圧力Ｐ４（単位：Ｐａ）を差圧計で測定した。Ｐ３とＰ４との差（単位：Ｐａ）を算出することにより、各試料の評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）の圧力損失を得た。結果を表２の「評価」の「圧力損失」欄に示す。圧力損失が小さいほど、省エネルギー化が可能である。各試料について、圧力損失を測定用試料の長さで除することにより、単位長さ当たりの圧力損失を算出した。結果を表２の「単位長さ当たりの圧力損失」欄に示す。
【0123】
＜Ｎ２Ｏ分解率評価＞
流路管として、石英管を準備した。石英管の内部空間の径は１６ｍｍである。流路管の内部空間に、各試料の評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を、これらの軸が、流路管の軸に沿うように流路管の内部空間に挿入して、各試料の部材を作製した。流路管内で金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体を固定するために、金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体の両端にガラスウールを配置した。評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を挿入した石英管を管状炉にセットし、３５０℃に加熱した。
流路管として、石英管を準備した。石英管の内部空間の径は１６ｍｍである。流路管の内部空間に、各試料の評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を、これらの軸が、流路管の軸に沿うように流路管の内部空間に挿入して、各試料の部材を作製した。流路管内で金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体を固定するために、金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体の両端にガラスウールを配置した。評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を挿入した石英管を管状炉にセットし、３５０℃に加熱した。
【0124】
各試料の部材において、反応ガスとして、Ｎ２Ｏ含有率が１００００ｐｐｍである、Ｎ２Ｏとヘリウム（Ｈｅ）との混合ガスを、流路管のいずれかの開口側から空間速度２，５００／ｈで導入して、Ｎ２Ｏ分解率を測定した。
【0125】
Ｎ２Ｏ分解率は、評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を通過後のガスの組成をガスクロマトグラフを用いて分析することにより、算出した。結果を表２の「評価」の「Ｎ２Ｏ分解率」欄に示す。
【0126】
【表2】
【0127】
＜考察＞
試料１の金属多孔体シート巻回体と、試料１－１の金属多孔体シート積層体とは、同一の金属多孔体シートから作製されている。試料１の部材と、試料１－１の部材とは、同一のＮ２Ｏ分解率を有し、かつ、試料１の金属多孔体シート巻回体は、試料１－１の金属多孔体シート積層体よりも圧力損失が低減されていた。よって、試料１の金属多孔体シート巻回体および部材は、省エネルギー化が可能であることが確認された。
試料１の金属多孔体シート巻回体と、試料１－１の金属多孔体シート積層体とは、同一の金属多孔体シートから作製されている。試料１の部材と、試料１－１の部材とは、同一のＮ２Ｏ分解率を有し、かつ、試料１の金属多孔体シート巻回体は、試料１－１の金属多孔体シート積層体よりも圧力損失が低減されていた。よって、試料１の金属多孔体シート巻回体および部材は、省エネルギー化が可能であることが確認された。
【0128】
試料２の金属多孔体シート巻回体と、試料１－２の金属多孔体シート積層体とは、同一の金属多孔体シートから作製されている。試料２の部材と、試料１－２の部材とは、同等のＮ２Ｏ分解率を有し、かつ、試料２の金属多孔体シート巻回体は、試料１－２の金属多孔体シート積層体よりもが圧力損失が低減されていた。よって、試料２の金属多孔体シート巻回体および部材は、省エネルギー化が可能であることが確認された。
【0129】
試料３の金属多孔体シート巻回体と、試料１－３の金属多孔体シート積層体とは、同一の金属多孔体シートから作製されている。試料３の部材と、試料１－３の部材とは、同等のＮＯ２分解率を有し、かつ、試料３の金属多孔体シート巻回体は、試料１－３の金属多孔体シート積層体よりも圧力損失が低減されていた。よって、試料３の金属多孔体シート巻回体および部材は、省エネルギー化が可能であることが確認された。
【0130】
試料４の金属多孔体シート巻回体と、試料１－４の金属多孔体シート積層体とは、同一の金属多孔体シートから作製されている。試料４の部材と、試料１－４の部材とは、同等のＮＯ２分解率を有し、かつ、試料４の金属多孔体シート巻回体は、試料１－４の金属多孔体シート積層体よりも圧力損失が低減されていた。よって、試料４の金属多孔体シート巻回体および部材は、省エネルギー化が可能であることが確認された。
【0131】
［検討２］
＜金属多孔体シートの作製＞
金属多孔体の骨格として、住友電気工業株式会社製の「Ｎｉセルメット＃２、Ｎｉ目付１９００ｇ／ｍ２、厚さ５．０ｍｍ」を厚さ２．０ｍｍにプレスしたものを準備した。金属多孔体の骨格の平均気孔径は、表２の「骨格」の「平均気孔径」欄に記載の通りである。
＜金属多孔体シートの作製＞
金属多孔体の骨格として、住友電気工業株式会社製の「Ｎｉセルメット＃２、Ｎｉ目付１９００ｇ／ｍ２、厚さ５．０ｍｍ」を厚さ２．０ｍｍにプレスしたものを準備した。金属多孔体の骨格の平均気孔径は、表２の「骨格」の「平均気孔径」欄に記載の通りである。
【0132】
アンモニア分解触媒として、ルテニウム（Ｒｕ）および酸化セリウム（ＣｅＯ２）からなるアンモニア分解触媒を準備した。各試料で用いられたアンモニア分解触媒のルテニウム（Ｒｕ）および酸化セリウム（ＣｅＯ２）の含有率は、表３の「アンモニア分解触媒」の「Ｒｕ」および「ＣｅＯ２」欄に示される通りである。
【0133】
アンモニア分解触媒を、バインダーおよび分散剤と混合して触媒含有スラリーを準備した。バインダーとしてはＤＩＣ社製の「ボンコートＥＣ－７４０ＥＦ」（商標）、分散剤としては日油社製の「マリアリム」（商標）を用いた。アンモニア分解触媒とバインダーと分散剤との混合比は、質量基準で１０：１０：６とした。
【0134】
金属多孔体の骨格を触媒含有スラリーに１分間浸漬した後に引き上げた。ホットプレートの上に金属ブロックを４個おき、これらが金属多孔体の骨格の角部に来るようにセットし、８０℃で３０分乾燥した。金属多孔体の骨格の触媒含有スラリーへの浸漬および乾燥処理を３０回繰り返した。最後に１２０℃で２時間、および５００℃で５時間熱処理を行った。以上の工程により、金属多孔体シートを作製した。
【0135】
＜金属多孔体シートおよび金属多孔体の評価＞
金属多孔体シートの平均厚さ、圧力損失および金属多孔体のルテニウムの含有量を測定した。具体的な測定方法は実施形態１に記載されているため、その説明は繰り返さない。結果を表３の「金属多孔体シート」の「平均厚さ」、「圧力損失」欄および「金属多孔体」の「Ｒｕ含有量」欄に示す。
金属多孔体シートの平均厚さ、圧力損失および金属多孔体のルテニウムの含有量を測定した。具体的な測定方法は実施形態１に記載されているため、その説明は繰り返さない。結果を表３の「金属多孔体シート」の「平均厚さ」、「圧力損失」欄および「金属多孔体」の「Ｒｕ含有量」欄に示す。
【0136】
【表3】
【0137】
＜評価用試料の作製＞
試料１１では、上記で得られた金属多孔体シートをロール状に巻回して、評価用試料である金属多孔体シート巻回体を作製した。金属多孔体シート巻回体は円柱形状である。金属多孔体シート巻回体の径、長さおよび密度は、表４の「評価用試料」の「径」、「長さ」および「密度」欄に示される通りである。
試料１１では、上記で得られた金属多孔体シートをロール状に巻回して、評価用試料である金属多孔体シート巻回体を作製した。金属多孔体シート巻回体は円柱形状である。金属多孔体シート巻回体の径、長さおよび密度は、表４の「評価用試料」の「径」、「長さ」および「密度」欄に示される通りである。
【0138】
試料１－１１では、金属多孔体シートを径２２ｍｍの板状に打ち抜き、５枚の円板状の金属多孔体片を準備した。５枚の金属多孔体片を、主面同士が対向するように重ねて、金属多孔体シート積層体を作製した。得られた金属多孔体シート積層体の径、長さおよび密度は、表４の「評価用試料」の「径」、「長さ」および「密度」欄に示される通りである。
【0139】
試料１１の金属多孔体シート巻回体および試料１－１１の金属多孔体シート積層体の圧力損失を、検討１の評価用試料の圧力損失の測定方法と同一の方法で測定した。結果を表４の「評価」の「圧力損失」欄に示す。圧力損失が小さいほど、省エネルギー化が可能である。各試料について、圧力損失を測定用試料の長さで除することにより、単位長さ当たりの圧力損失を算出した。結果を表４の「単位長さ当たりの圧力損失」欄に示す。
【0140】
＜ＮＨ３残存率評価＞
流路管として、石英管を準備した。石英管の内部空間の径は１６ｍｍである。流路管の内部空間に、各試料の評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を、これらの軸が、流路管の軸に沿うように流路管の内部空間に挿入して、各試料の部材を作製した。流路管内で金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体を固定するために、金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体の両端にガラスウールを配置した。評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を挿入した石英管を管状炉にセットし、５００℃に加熱した。
流路管として、石英管を準備した。石英管の内部空間の径は１６ｍｍである。流路管の内部空間に、各試料の評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を、これらの軸が、流路管の軸に沿うように流路管の内部空間に挿入して、各試料の部材を作製した。流路管内で金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体を固定するために、金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体の両端にガラスウールを配置した。評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を挿入した石英管を管状炉にセットし、５００℃に加熱した。
【0141】
各試料の部材において、反応ガスとして、ＮＨ３ガスを流路管のいずれかの開口側から空間速度２，５００／ｈで導入して、ＮＨ３残存率を測定した。
【0142】
ＮＨ３残存率は、評価用試料（金属多孔体シート巻回体または金属多孔体シート積層体）を通過後のガスの組成をガスクロマトグラフを用いて分析することにより、算出した。結果を表４の「評価」の「ＮＨ３残存率」欄に示す。
【0143】
【表4】
【0144】
＜考察＞
試料１１の金属多孔体シート巻回体と、試料１－１１の金属多孔体シート積層体とは、同一の金属多孔体シートから作製されている。試料１１の部材と、試料１－１１の部材とは、同等のＮＨ３残存率を有し、かつ、試料１１の金属多孔体シート巻回体は、試料１－１１の金属多孔体シート積層体よりも圧力損失が低減されていた。よって、試料１１の金属多孔体シート巻回体および部材は、省エネルギー化が可能であることが確認された。
試料１１の金属多孔体シート巻回体と、試料１－１１の金属多孔体シート積層体とは、同一の金属多孔体シートから作製されている。試料１１の部材と、試料１－１１の部材とは、同等のＮＨ３残存率を有し、かつ、試料１１の金属多孔体シート巻回体は、試料１－１１の金属多孔体シート積層体よりも圧力損失が低減されていた。よって、試料１１の金属多孔体シート巻回体および部材は、省エネルギー化が可能であることが確認された。
【0145】
以上のように本開示の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形することも当初から予定している。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0146】
１ 金属多孔体シート巻回体
１ａ 第１端面
１ｂ 第２端面
２ 金属多孔体シート
２Ｂ 金属多孔体シートの主面
２Ｃ 金属多孔体シートの接合部分
３ 流路管
３ａ 内壁
３ｂ 流路管の第１端部
３ｃ 流路管の第２端部
４ 部材
５ 支柱部
６ ノード部
７ 測定用試料
７ａ 第１主面
７ｂ 第２主面
８ ポリ塩化ビニル管
８ａ 内壁
８ｂ 第１端部
８ｃ 第２端部
１０ フレーム部
２０ セル部
３０ 三次元網目状構造
Ａ 仮想平面
Ｃ１ 金属多孔体シート巻回体の軸
Ｃ２ 流路管の軸
Ｅ１ 金属多孔体シートの第１Ａ端部
Ｅ２ 金属多孔体シートの第２Ａ端部
１ａ 第１端面
１ｂ 第２端面
２ 金属多孔体シート
２Ｂ 金属多孔体シートの主面
２Ｃ 金属多孔体シートの接合部分
３ 流路管
３ａ 内壁
３ｂ 流路管の第１端部
３ｃ 流路管の第２端部
４ 部材
５ 支柱部
６ ノード部
７ 測定用試料
７ａ 第１主面
７ｂ 第２主面
８ ポリ塩化ビニル管
８ａ 内壁
８ｂ 第１端部
８ｃ 第２端部
１０ フレーム部
２０ セル部
３０ 三次元網目状構造
Ａ 仮想平面
Ｃ１ 金属多孔体シート巻回体の軸
Ｃ２ 流路管の軸
Ｅ１ 金属多孔体シートの第１Ａ端部
Ｅ２ 金属多孔体シートの第２Ａ端部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】