CuO/[CexMe1-xO2]觸媒於富氫燃料中之CO選擇性氧化反應研究; Selective Oxidation of CO in Excess Hydrogen over CuO/[CexMe1-xO2] Catalysts

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Title:	CuO/[CexMe1-xO2]觸媒於富氫燃料中之CO選擇性氧化反應研究;Selective Oxidation of CO in Excess Hydrogen over CuO/[CexMe1-xO2] Catalysts
Authors:	陳吟足;廖炳傑
Contributors:	化學工程與材料工程系
Keywords:	一氧化碳;氧化鈰;共氧化物;銅觸媒;富氫;選擇性氧化;化學工程類
Date:	2006-07-01
Issue Date:	2010-12-06 15:03:57 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	將H2-PEMFC燃料電池應用於交通工具是近年來熱門的研究領域，也極具發展潛力，然而燃料電池的發展上，仍有許多問題有待改進，其中CO對燃料電池的Pt電極毒化直接影響著電池的壽命。基於能量密度的考量，H2 是來自甲醇、甲烷或其他碳氫化合物的重組轉化反應，CO是無法避免的副產物。以選擇性氧化反應有效地將CO由富氫中移除，同時減少氫氣耗損，觸媒扮演關鍵性角色，目前被探討較多的觸媒物種有Pt、Au 及Cu。Au觸媒僅適用於低溫反應，在燃料電池最適反應溫度80-100℃下雖有高活性，但選擇性不佳。Pt觸媒適用於較高溫度，雖有高活性及高穩定性，但選擇性低。以Cu為物種的CuO-CeO2觸媒，在100-150℃範圍，活性可媲美Pt觸媒，穩定性雖略不及Pt觸媒，但有高選擇性。吾人曾於CeO2擔體中引入ZrO2，發現多量引入有礙反應，少量引入可增強CexZr1-xO2(x < 0.2) redox特性，且不阻礙Ce+4/Ce+3.Cu+1/Cu+2的交互作用，可增進CuO/CexZr1-xO2觸媒的CO選擇氧化能力，在相同的反應條件下可降低CO完全轉化的溫度約10℃。最近以SnO2 取代ZrO2 發現CexSn1-xO2共氧化物的redox特性更佳，可降低完全轉化的溫度約20℃。本計劃擬進一步證明，於CeO2結構中引入適量離子半徑不等大的四價陽離子都可鬆動晶格增強其redox特性，並有利於CO選擇性氧化，此外四價陽離子如具redox特性，對CO選擇性氧化亦有加成的促進效果。本計劃擬於CeO2引入其他四價陽離子如Ti+4、Pb+4、Mn+4 製成CexMe1-xO2共氧化物，探討CexMe1-xO2共氧化物的redox特性與CuO/CexMe1-xO2觸媒於富氫中的CO選擇性氧化，達成CuO/CexMe1-xO2觸媒的最適設計，開發出可以取代Pt/觸媒的最佳銅物種觸媒，使適用於低溫80~150℃進行富氫燃料的CO選擇性氧化反應。研究期間：9408 ~ 9507
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
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