Resumen de Purificació catalítica d’hidrogen en microcanals
Núria Jiménez Divins, Jordi Llorca Piqué
- català
En aquest treball mostrem el funcionament d’un microdispositiu catalític dissenyat al nostre grup de recerca per purificar de manera catalítica i selectiva monòxid de carboni en presència d’hidrogen. Hem aconseguit desenvolupar un mètode per recobrir amb èxit els seus canals, d’entre 2 i 4 μm de diàmetre, amb una capa homogènia d’òxid de titani de només uns 100 nm de gruix. Sobre aquesta fina capa s’han ancorat unes nanopartícules d’or innovadores embolcallades amb lligands rics en silici que presenten una gran estabilitat i activitat per oxidar selectivament el monòxid de carboni (CO-PrOx) en un rang de temperatures comprès entre els 363 i els 473 K. El microreactor representa una intensificació del procés d’oxidació selectiva de CO i, gràcies a la reducció d’escala obtinguda en aquesta microestructura (en comparació amb reactors de parets catalítiques convencionals), s’han obtingut activitats específiques (quantitat de CO convertit per unitat de volum de reactor) cent vegades majors treballant a la mateixa temperatura i amb les mateixes mescles d’alimentació. Així, doncs, el microreactor desenvolupat resulta molt atractiu per realitzar la reacció de CO-PrOx a microescala i per ser combinat amb una etapa de reformació prèvia. L’acoblament d’ambdós processos per alimentar piles de combustible de baixa temperatura ofereix noves possibilitats dins del món de la tecnologia del vector hidrogen i, en concret, per a aplicacions de petita escala i portàtils.Paraules clau: Hidrogen, piles de combustible, catalitzadors, purificació catalítica de CO, nanopartícules d’or.
- English
This paper describes the operation of a catalytic microdevice designed by our research group to catalytically and selectively purify carbon monoxide in the presence of hydrogen. We have developed a method of successfully coating channels of only 2-4 μm in diameter with a homogenous 100 nm-thick titanium oxide layer. Novel gold nanoparticles protected with a Si-rich shell have been anchored onto this thin layer. The gold nanoparticles show great stability and activity in preferentially oxidizing carbon monoxide (CO-PrOx) in a temperature range of 363 to 473 K. The microreactor intensifies the CO selective oxidation process. Due to the scale reduction achieved in this structure (compared to conventional catalytic wall reactors), specific activities (amount of converted CO per reactor volume) that are 100 times larger were obtained, operating at the same temperature level and with the same feed mixtures. Consequently, this microreactor is very interesting for performance of the CO-PrOx reaction at microscale and for combination with a preliminary reforming stage. The connection of both processes to feed low-temperature fuel cells offers new possibilities in hydrogen technology and, particularly, in small-scale and portable applications.Keywords: Hydrogen, fuel cells, catalysts, CO catalytic purification, gold nanoparticles.
