การศึกษาสภาวะในการเตรียมโลหะออกไซด์ผสมทองแดงและเหล็กต่อคุณสมบัติเฉพาะและการเร่งปฏิกิริยากำจัดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (ปีที่ 1)

Abstract

ปัญหาความเป็นพิษของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ต่อประสิทธิภาพการทางานของเซลเชื้อเพลิงแบบเยื่อเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนเป็นเรื่องที่ได้รับความสนใจมาก วิธีการแก้ไขปัญหาสามารถทาได้ด้วยการกาจัดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ปะปนมากกับรีฟอร์มก๊าซ วิธีการที่ได้รับความนิยมคือการเติมก๊าซออกซิเจนเพื่อให้เกิดการเผาไหม้กับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ โดยต้องมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม ในงานวิจัยนี้ศึกษาตัวเร่งปฏิกิริยากลุ่มโลหะออกไซด์ผสมคอปเปอร์ และ เฟอริก ตัวแปรศึกษาคือปริมาณคอปเปอร์ในตัวเร่งปฏิกิริยา และใช้วิธีตกตะกอนร่วมในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมจะถูกวิเคราะห์คุณสมบัติเฉพาะได้แก่ พื้นที่ผิวจาเพาะ ขนาดรูพรุนเฉลี่ย โครงสร้าง และขนาดผลึกเฉลี่ย ด้วยวิธีการดูดซับเชิงกายภาพและใช้สมการ BET ในการคานวณค่า และเครื่องเอ็กซ์เรย์ดิฟแฟรคชัน ในการวิเคราะห์พบว่ารูปแบบไอโซเทอร์มของตัวเร่งปฏิกิริยาทุกตัวอยู่ในรูปแบบที่สี่ แสดงถึงรูพรุนขนาดเมโซพอร์ นอกจากนั้นพบว่าที่ปริมาณคอปเปอร์ออกไซด์น้อยกว่าร้อยละ 10 จะไม่พบพีคของคอปเปอร์ออกไซด์ แสดงให้เห็นว่าขนาดผลึกของคอปเปอร์ออกไซด์เล็กมาก หรือคอปเปอร์ออกไซด์มีการกระจายตัวอย่างดีในตัวเร่งปฏิกิริยา ในการเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีคอปเปอร์ออกไซด์ร้อยละ 10 แสดงการเร่งปฏิกิริยาได้ดีที่สุดคือค่าคาร์บอนมอนอกไซด์คอนเวอร์ชันที่ร้อยละ 90 เกิดที่อุณหภูมิต่าที่สุด เมื่อในสายป้อนมีก๊าซไฮโดรเจนผสมในปริมาณมาก พบว่าการเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนมอนอกไซด์ออกซิเดชันเกิดได้แย่ลง โดยที่อุณหภูมิในการเกิดปฏิกิริยาสูงกว่า 170 องศาเซลเซียส ตัวเร่งปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาไฮโดรเจนออกซิเดชันได้ดี ดังนั้นค่าคาร์บอนมอนอกไซด์คอนเวอร์ชันมีค่าต่ำกว่าร้อยละ 100