本研究針對特定低溫白金觸媒，於不同溫度分布之轉化器內進行一氧化碳選擇性氧化移除的實驗，選用直管填充床與微流道塗佈床兩種類型轉化器，各使用紅銅與不鏽鋼兩種不同反應器材質。於相對高溫的操作點下，溫度分布均勻的反應器的殘餘CO濃度低於溫度分布不均勻的反應器；而相對低溫的操作點下，溫度分布不均勻的反應器反而略優於溫度分布均勻的反應器。比較兩種不同類型的反應器，在相同材質紅銅或不鏽鋼反應器條件下，微流道型反應器中有水分子吸附觸媒結構表面而影響反應的現象，即使反應器內部溫度已達穩態，殘餘CO濃度卻隨時間漸增。此現象在低溫狀況格外嚴重，隨溫度升高而變緩，內部溫度高於120℃時可完全避免。而在直管填充床中，因觸媒的顆粒堆疊導熱性不佳，有著較高的溫度，使得水分子吸附效應不大，且燃料氣體與觸媒接觸面積較大，以致實驗中直管填充床型反應器的反應能力優於微流道型轉化器。

目錄
摘要 I
目錄 II
圖表目錄 IV
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2燃料電池系統 3
1.3一氧化碳選擇性氧化 4
1.4文獻回顧 4
1.4.1燃料電池受甲醇重組後非氫物質之影響 5
1.4.2影響一氧化碳移除之條件參數 7
1.4.3觸媒轉化器種類 12
1.5研究目的 15
第二章 實驗方法 26
2.1實驗配置 26
2.1.1實驗介紹 26
2.1.2試樣氣體 28
2.1.3氣體濃度檢測裝置 28
2.2觸媒 30
2.3環境條件控制 30
第三章 實驗結果與討論 37
3.1直管型填塞式觸媒轉化器反應 37
3.1.1操作方法 37
3.1.2絕熱環境條件 37
3.1.3恆溫浴環境條件 38
3.2微流道型塗佈式觸媒轉化器反應 40
3.2.1操作方法 40
3.2.2恆溫浴環境條件 40
3.2.3恆溫浴中反應過程分時採樣 41
3.3恆溫環境中直管型與微流道型反應器效果比較 45
第四章 結論 48
參考文獻 50




圖表目錄
表1.1 強化型Pt/Al2O3及之Pt/Al2O3比較[7]................................. ....16
表1.2 不同一氧化碳濃度之影響[7].................................................16
表3.1 顆粒型觸媒部分絕熱條件下進出口溫度與反應結果…...........46
圖 1.1 一氧化碳對燃料電池效能之影響[1].......................................16
圖1.2 甲烷對燃料電池效能之影響[1]...............................................17
圖1.3 甲醛對燃料電池效能之影響[1]...............................................17 圖1.4 甲酸對燃料電池效能之影響[1]...............................................18 圖1.5 不同觸媒成分及溫度變化對一氧化碳轉化率之影響[3].......18
圖1.6 rWGS反應隨溫度變化之情形[3]......................................19
圖1.7 不同一氧化碳濃度對一氧化碳轉化率之影響[3].................19
圖1.8 不同氧氣濃度對一氧化碳轉化率之影響[5].........................20
圖1.9 水汽對一氧化碳轉化率之影響[5].....................................20
圖1.10 水汽對一氧化碳選擇性之影響[5].......................................21
圖1.11 二氧化碳對一氧化碳轉化率之影響[5]............................21
圖1.12 二氧化碳對一氧化碳選擇性之影響[5]............................22
圖1.13 同時含有水及二氧化碳對一氧化碳轉化率之影響[5].....22
圖1.14 空間流速對一氧化碳轉化率及氧氣轉化率之影響[7].......23
圖1.15 三階段一氧化碳移除裝置及內部觸媒床結構[7]..............23
圖1.16 不鏽鋼板圖[10]..................................................................24
圖1.17 觸媒塗佈分配示意圖[10]...................................................24
圖1.18 觸媒塗佈分配前溫度分布圖[10].........................................25
圖1.19 塗佈式平板行微流道觸媒床[11]........................................25
圖2.1 實驗配置圖........................................................................31
圖2.2 白金觸媒顆粒........................................................................31
圖2.3 填充式觸媒反應器採用之紅銅管.......................................32
圖2.4 不鏽鋼直管型填充式觸媒反應器與測溫點........................32
圖2.5 微流道型塗佈式觸媒單板......................................................33
圖2.6 微流道型塗佈式觸媒前視圖.................................................33
圖2.7 微流道型塗佈式觸媒反應器測溫板.......................................34
圖2.8 微流道型塗佈式觸媒反應器外觀.........................................34
圖2.9 直管型填充式觸媒器部分絕熱示意圖................................35
圖2.10 直管型填充式觸媒反應器水浴示意圖..............................35
圖2.11 微流道型塗佈式觸媒反應器水浴示意圖............................36
圖3.1 直管型反應器不同環境條件溫度分布...............................46
圖3.2微流道轉化器於75, 95, 110℃恆溫浴分時取樣溫度分布..47
圖3.3微流道觸媒分別為75, 95℃, 110℃恆溫浴分時取樣.....47

參考文獻
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