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    Title: 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
    Authors: 陳吟足;廖炳傑
    Contributors: 化學工程與材料工程學系
    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: 2007-07-01
    Issue Date: 2010-12-21 16:19:04 (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
    Relation: 財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
    Appears in Collections:[化學工程與材料工程學系 ] 研究計畫

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