CuO/CexZr1-xO2-Al2O3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/Ce/sub x/Zr/sub 1-x/O/sub 2/-Al/sub 2/O/sub 3/ Catalysts

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題名:	CuO/CexZr1-xO2-Al2O3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/Ce/sub x/Zr/sub 1-x/O/sub 2/-Al/sub 2/O/sub 3/ Catalysts
作者:	陳吟足;廖炳傑
貢獻者:	化學工程與材料工程學系
關鍵詞:	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
日期:	2007-07-01
上傳時間:	2010-12-21 16:19:04 (UTC+8)
出版者:	行政院國家科學委員會
摘要:	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。以選擇性氧化反應將CO (1 v%)有效地由富氫中移除，同時減少氫氣的耗損，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，在低溫範圍活性雖不及Au觸媒；在較高溫(100-150℃)範圍，活性可媲美Pt觸媒，且有高選擇性，唯穩定性略不及Pt觸媒。吾人曾於CeO2擔體中引入離子半徑不等大的四價陽離子，藉鬆動晶格增強其redox特性，使有利於CO選擇性氧化，其中以引入ZrO2或SnO2 效果最顯著。發現多量引入有礙反應，少量引入可增強CexMe1-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/CexMe1-xO2觸媒於CO選擇氧化能力。由共沉澱法所得到的共氧化物CexZr1-xO2表面積不大、機械強度與穩定性也較差，本研究將於CexZr1-xO2引入Al2O3增大表面積、增加穩定性、增加加工成型性、降低成本，使擔體更具利用價值。過去的經驗與初步的嘗試均發現以共沉澱沉積法於CexZr1-xO2引入Al2O3是可行的方法。以CexZr1-xO2-Al2O3為CuO擔體，將呈現一些問題，例如CexZr1-xO2的結構與redox特性可能因分散而有改變，CexZr1-xO2可能與Al2O3產生交互作，而且CuO與擔體也將產生更複雜的交互作用。這些問題將於本研究中一一探討。本計劃擬採共沉澱沉積法製備CeO2-Al2O3與CexZr1-xO2-Al2O3擔體，探討擔體的redox特性與 CuO/[CeO2-Al2O3]、CuO/[CexZr1-xO2-Al2O3]觸媒於富氫中的CO選擇性氧化反應。探討Al2O3引入量與Al2O3顆粒大小對擔體的redox特性、觸媒活性、觸媒穩定度的影響，達成CuO/CexZr1-xO2觸媒的最適設計，開發出更能取代Pt/γ-Al2O3的最佳銅物種觸媒，使適用於燃料電池，於低溫80~150℃進行富氫燃料的CO選擇性氧化反應。研究期間：9508 ~ 9607
關聯:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
顯示於類別:	[化學工程與材料工程學系 ] 研究計畫

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