การใช้ก๊าซออกซิเจนในการทำรีฟอร์มก๊าซให้บริสุทธิ์เพื่อใช้กับเซลเชื้อเพลิงแบบเมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์และซีเรียมที่มีการเติมโคบอลต์ออกไซด์ เป็นสารโปรโมทร่วมที่อัตราส่วนร้อยละโดยน้ำหนักต่างกัน เพื่อใช้ในการกำจัดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในรีฟอร์มก๊าซาำหรับการใช้งานในเซลเชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน โดยทำการวิเคราะห์พื้นที่ผิวจำเพาะ ขนาดผลึกของตัวเร่งปฏิกิริยา ความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาทั้งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันและการเลือกเกิดปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชัน โดยตัวเร่งปฏิกิริยาถูกเตรียมตัวด้วยวิธีการตกตะกอนร่วม จากการทดลอง พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์ผสม ที่มีการเติมดคบอลต์ออกไซด์ร้อยละ 8 โดยน้ำหนัก ให้พื้นที่ผิวจำเพาะสูงถึง 132.9 ตารางเมตรต่อกรัม แสดงความสามารถในเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันได้ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซต์ผสมอื่น และเมื่อปริมาณโคบอลต์ออกไซด์ในตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มมากขึ้น ทำให้พื้นที่ผิวจำเพาะและความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันลดลง เมื่อนำมาทดสอบการเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันในสภาวะที่มีก๊าซไฮโดรเจนในปริมาณมากเกินพอ (ร้อยละ 50 โดยปริมาตร) พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีคาร์บอลต์ ร้อยละ 8 โดยน้ำหนักสามารถเร่งปฏิกิริยาได้ดี และให้ค่าการเลือกเกิดปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชั่นสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา ปัจจัยของ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์, น้ำ, ความเข้มข้นของก๊าซออกซิเจน และความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ที่ส่งผลกระทบต่อตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำส่งผลให้คาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันมีค่าลดลง ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการดูดซับบนพื้นผิวในช่วงอุณหภูมิต่ำกว่า 150 องศาเซลเซียส และการเกิดปฏิกิริยาวอเตอร์แก๊สชิพแบบย้อนกลับที่อุณหภูมิสูงกว่า 150 องศาเซลเซียส นอกจากนี้การลดค่าความเข้มข้นของก๊าซออกซิเจนและก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ส่งผลให้การเร้งปฏิกิริยาเกิดได้ดีที่อุณหภูมิต่ำลง ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการมีตำแหน่งกัมมันต์ว่างพอที่จะให้ดูดเลกุลของก๊าซทั้งสองสามารถดูดซับทางเคมีเพื่อเกิดปฏิกิริยาได้นั่นเอง