Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ออกซิเดชันแบบเลือกเกิดของคาร์บอนมอนอกไซด์ในแก๊สสังเคราะห์บนตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมกับทอง

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Preferential oxidation of carbon monoxide in synthesis gas over platinum-gold catalyst

Year (A.D.)

2005

Document Type

Thesis

First Advisor

สงบทิพย์ พงศ์สถาบดี

Second Advisor

อาภาณี เหลืองนฤมิตชัย

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2005.875

Abstract

การพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อใช้เป็นทางเลือกใหม่ของกระบวนการผลิตพลังงาน ไฟฟ้าสะอาด ได้รับความสนใจมากขึ้น โดยเฉพาะเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนโปรตอน ที่ใช้แก๊สไฮโรเจนเป็นเชื้อเพลิง เนื่องจากเซลล์เชื้อเพลิงประเภทนี้สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิต่ำ จึงนิยมนำมาใช้เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แก๊สไฮโดรเจนที่ใช้เป็นเชื้อเพลิง ซึ่งได้จากระบวนการรีฟอร์มมิง มักปนเปื้อนด้วยแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ระดับความเข้มข้น 1 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร ซึ่งมีความเป็นพิษต่อเซลล์เชื้อเพลิง ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงเปรียบเทียบศักยภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา ในการเลือกเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ในแก๊สสังเคราะห์ เพื่อให้ได้แก๊สไฮโรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะผสมระหว่างแพลทินัมกับทองบนตัวรองรับ ซีเรีย ที่เตรียมด้วยวิธีการโซลเจลแบบขั้นตอนเดียวสามารถกำจัดแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ ได้มากที่สุด ในช่วงอุณหภูมิต่ำประมาณ 70 ถึง 90 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการประยุกต์ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อ แผ่นแลกเปลี่ยนโปรตอน โดยในงานวิจัยนี้ยังพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา 1%(1:1) PtAu/CeO[subscript2] มีความว่องไวมากที่สุด โดยให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ และค่าร้อยละการเลือกเกิดกับแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์สูงสุดประมาณ 90 และ 50 ตามลำดับที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส หากมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำในกระแสป้อน มีผลทำให้ทั้งค่าร้อยละการเปลี่ยนของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ และร้อยละการเลือกเกิดกับแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ลดลง

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) have considerable attention for vehicles applications due to its operation at low temperature range. Pure hydrogen is required for the fuel cell anode but hydrogen from reforming process and water-gas shift reaction is contaminated by ~1% CO which is poison for PEM fuel cell. Therefore, various catalysts with different catalyst preparation method were compared for preferential oxidation (PROX) of CO from hydrogen-rich gas in the simulated reformed gas to reduce CO in the feed to lower range with a minimal loss of hydrogen. The Pt-Au catalysts prepared by single step sol-gel can be used to remove the amount of CO to lower content at relatively low-temperature range of 70-90 degrees Celsius which is suitable for PEM fuel cell applications. The 1%(1:1) PtAu/CeO[subscript2] catalyst has the highest performance for this reaction: maximum conversion and selectivity are 90% and 50% at 90 degrees Celsius, respectively. Moreover, the effects of H[subscript2]O and CO[subsript2] in the feed stream had a negative effect on the CO conversion and selectivity.

Link to Full Text

Share

COinS