بررسي ويژگي‌هاي كاتاليست‌هاي پلاتيني واكنش WGS در كاربردهاي پيل سوختي  Fulltext 

[ جواد كي‌پور ] - دانشجوي دانشكده مهندسي شيمي، دانشگاه صنعتي اميركبير

خلاصه مقاله:

واكنش Water Gas Shift يك مرحله حساس در Fuel Processor ها جهت توليد هيدروژن و پاكسازي اوليه آن از CO مي‌باشد. در صنعت كاتاليست اين واكنش در مرحله اوّل (high Temperature Shift (HTS)) اكسيد آهن كروم و در مرحله دوّم Cu-Zn-Al2O3 (Low Temperature shift (LTS)) است و براي حصول نتيجه بهتر، عمليات در حالت Steady State انجام مي‌شود. بهبود خواص كاتاليستي Cu-ZnO در اثر افزايش اكسيد فلزات قليايي يا ساير اكسيدها، گزارش شده است. استفاده از تركيب كاتاليستي اين 2 دسته در مواردي كه نياز به Start up هاي سريع و حجم كم كاتاليست داريم نامناسب است و كاتاليست‌هاي ديگري مورد استفاده قرار مي‌گيرند كه آتش هم نمي‌گيرند. زيرا كاتاليست‌هاي Cu-ZnO در دماي بالا مشتعل و به خاكستر تبديل مي‌شوند و علاوه بر خسارت وارده افزايش دماي حاصل از احتراق اين كاتاليست به راكتور صدمه مي‌زند. تحقيق بر روي PGM ها (Platinum Group Metals) اين مشكل را حل كرده است. كاتاليست Pt/CeO2 كه آتشگير نيست براي دماهاي متوسط و بالا (300 400C) پيشنهاد شده است. البته قبلا گزارش شده بود كه كاتاليست مذكور در شرايط ابتدايي فعاليت زيادي دارد امّا به علت پاره اي از مسائل از جمله نشستن كربن بر روي آن غير فعال مي شود. اين امر سبب پايين آمدن بازده واكنش WGS و نياز به طراحي مجدد fuel Processor را ايجاد كرده بود، امّا براي حل اين مشكل كاتاليست هاي واكنش WGS، در يك پوشش يكپارچه قرار گرفته مي شوند كه اين پوشش بر فعاليت كاتاليست ها بي تأثير است ولي مانع تشكيل كك بر روي آن مي شود. اين كاتاليست ها به راحتي تا 2000 ساعت در دماي 275C 250C در fuel processor هاي ساكن جهت استفاده در پيل هاي سوختي 210kw و با سوخت LPG يا NG كار كرده اند، بدون اين كه تغيير محسوسي در فعاليت آن ها به وجود آيد. استفاده از اين كاتاليست ها سبب كوچك‌تر شدن قابل ملاحظه حجم راكتور در مقايسه با كاتاليست هاي Cu-ZnO شده است.

پيل سوختي، Water Gas Shift ، Selectra Catalyst ، PROX ، توليد هيدروژن