Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Development of a methanol fuel processor for PEMFC applications

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

กระบวนการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงเมทานอลสำหรับการประยุกต์ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน

Year (A.D.)

2010

Document Type

Thesis

First Advisor

Apanee Luengnaruemitchai

Second Advisor

Sujitra Wongkasemjit

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Petrochemical Technology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2010.2276

Abstract

The preferential oxidation (PROX) of CO in the presence of hydrogen is regarded as one of the most effective methods for reducing CO levels to a desired value in polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFCs) application. In this research, a series of Au/FeOx-MnOx catalysts Prepared by deposition-precipitation was investigated. The prepared catalysts were investigated in a microreactor for the PROX and then used in a Methanol fuel processor (MFP), which included a reformer and PROX reactor. The optimum conditions (Au/FeOx-MnOx atomic ratio of 1/30, Fe/Mn molar ratio of 1/1, and calcination temperature of 400 °C) provided 100 % CO conversion and 56 % PROX selectivity at 60 °C. The pivotal presence of water vapor (10 %) in the feedstream could significantly enhance the CO conversion. On the other hand, the negative effect of CO₂ (10 %) in the feedstream on catalytic activity was clearly observed. Nevertheless, the Au/FeOx-MnOx catalyst exhibited good performance in a reformed gas stream using an MFP for 12 hours.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

การเลือกเกิดปฎิกิริยาออกซิเดชันของก๊าซคาร์บอนมอกไซด์ภายใต้บรรยากาศไฮโดรเจนเป็นวิธีการหนึ่ง ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการลดปริมาณคาร์บอนมอกนอกไซด์ที่ประยุกต์ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลก เปลี่ยนโปรตอน ในงานวิจัยนี้เป็นการศึกษาตัวเร่งปฎิกิริยาทองบนตัวรองรับโลหะออกไซด์ผสมระหว่างเหล็ก และแมงกานีสที่เตรียมด้วยวิธีการตกตะกอนร่วม อิทธิพลของอัตราส่วนโดยอะตอมของปริมารทองบนตัวรองรับของโลหะออกไซด์ผสมอัตราส่วนโดยโมลของโลหะออกไซด์ผสมระหว่างเหล็กและแมงกานีส อุณหภูมิในการเผาตัวเร่งปฎิกิริยาและการปรับสภาวะเงื่อนไขบนการศึกษาความว่องไวของตัวเร่งปฎิกิริยาทองบนตัวรองรับของโลหะออกไวด์ผสมระหว่างเหล็กและแมงกานีส หลังจากการสึกษาเบื้องต้นของตัวเร่งปฎิกิริยาทองบนตัวรองรับของโลหะออกไซด์ผสมจึงนำมาสู่การประยุกต์ใช้ในกระบวนการพัฒนาเมทานอล จากการศึกษาพบว่าสภาวะที่เหมาะสมสำหรับตัวเร่งปฎิกิริยาทองบนตัวรองรับของโลหะออกไซด์ผสมระหว่าง เหล็กและแมงกานีสคือ อัตราส่วนโดยอะตอมของโลหะทอง 1 ส่วน บนตัวรองรับของโลหะออกไซด์ผสม 30 ส่วน โดยที่อัตราส่วนโดยโมลของโลหะออกไซด์ผสมเป็นเหล็ก 1 ส่วน และแมงกานีส 1 ส่วน ภายใต้อุณหภูมิการเผาไหม้ 400 องศาเซลเซียส จากสภาวะดังกล่าวให้ค่าความเปลี่ยนแปลงของก๊าซคาร์บอนไดออก ไซด์สูงถึง 100 เปอร์เซ็นต์ และค่าการเลือกเกิดปฎิกิริยาถึง 58 เปอร์เซ็นต์ เป็นที่น่าสนใจเป็นอย่างยิ่งที่ความเข้มข้นของไอน้ำในปริมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ในก๊าซตั้งต้น สามารถเพิ่มความไวในการเกิดปฎิกิริยาของตัวเร่งปฎิกิริยา ในทางกลับกันความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ในก๊าซตั้งต้น ส่งผลทางลบต่อความไวของการเกิดปฎิกิริยาของตัวเร่งปฎิกิริยาอย่างชัดเจน อย่างไรก็ตามตัวเร่งปฎิกิริยาทองบนตัวรองรับของโลหะออกไซด์ผสมแสดงสมรรถนะต่อความไวในการเกิดปฎิกิริยาอยู่ในระดับที่ดีในสภาวะ เงื่อนไขจริงที่ได้มาจากกระบวนการเซลล์เชื้อเพลิงเมทานอลเป็นตลอดระยะเวลาถึง 12 ชั่วโมง

Link to Full Text

Share

COinS