水性ガスシフト反応のソースを表示

'''水性ガスシフト反応'''（すいせいガスシフトはんのう、water gas shift reaction）は有機[[工業化学]]の反応の一つで、[[一酸化炭素]]と[[水蒸気]]から[[二酸化炭素]]と[[水素]]を生成する反応<ref>[http://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~nakahara/ 中原勝 ほか、ギ酸の水熱反応の応用] 京都大学化学研究所</ref>。単に'''シフト反応'''とも言う。

反応式は、
:<chem>CO + H2O <=> CO2 + H2 +41_{.}2kJ/mol</chem><ref>{{Cite journal|author=篠木俊雄、前田毅、舟木治郎、平田勝哉|year=2012|title=エタノール水蒸気改質性能へのLHSVと改質温度の影響|url=https://doi.org/10.1299/kikaib.78.415|journal=日本機械学会論文集|volume=78|issue=787|page=44|doi=10.1299/kikaib.78.415 }}</ref>

生成物側（右側）へ向かって[[発熱反応]]となる。

一般的には[[石炭]]や[[炭化水素]]を高温で水蒸気と反応させる[[水蒸気改質]]に付随する反応であり、この反応を利用することで生成する水素量が増加し、[[合成ガス]]の組成を調整できる。ガス組成を変化させることからこの名が付けられた。炭化水素を水素源とする[[燃料電池]]の燃料改質では、燃料電池の電極反応を阻害する一酸化炭素の濃度を低減するために、この反応の正反応を積極的に用いる。また[[ハーバー・ボッシュ法]]による[[アンモニア]]合成に用いる水素も、正反応によって[[触媒毒]]の一酸化炭素を除去している。逆反応を利用する例としては、[[合成ガス]]製造において一酸化炭素含有量を増やす例が挙げられる。このように[[C1化学]]においては、一般的でかつ重要な反応である。

水蒸気改質を行う場合、炭化水素の分解に非常に大きな吸熱が生じるため、水性ガスシフト反応を含めた全体としての反応は吸熱反応となる。

500℃を超える領域では、[[化学平衡|平衡]]が反応物側に偏っており、平衡を生成物寄りにするには更に低温での反応が望ましい。しかし、低温では[[反応速度]]は低下する。そのためシフト反応には一般的に[[触媒]]が用いられる。工業的には[[酸化鉄]]（{{chem|Fe|3|O|4}}（[[マグネタイト]]））等の[[遷移金属]][[酸化物]]が用いられるが、その他[[白金]]等が用いられることもある。シフト反応の[[逆反応]]を'''逆シフト反応'''と言うことがある。

なお、この反応は[[ギ酸]]を[[反応中間体]]として進行すると考えられている。

==出典・脚注==
{{Reflist}}

==外部リンク==
* 中原勝、辻野康夫、八坂能郎 ほか、[https://doi.org/10.4131/jshpreview.20.40 高温高圧水における有機反応研究の進歩] 高圧力の科学と技術 2010年 20巻 1号 p.40-49, {{doi|10.4131/jshpreview.20.40}}

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[[Category:無機反応]]
[[category:化学工学]]
[[category:燃料]]
[[Category:水素製造]]