Szénmonoxid preferenciális oxidációja hidrogén jelenlétében (PROX)  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »
 

Projekt adatai

  
azonosító
46216
típus F
Vezető kutató Wootsch Attila
magyar cím Szénmonoxid preferenciális oxidációja hidrogén jelenlétében (PROX)
Angol cím Preferential oxidation of carbon monoxide in the presence of hydrogen (PROX)
zsűri Kémia 1
Kutatóhely MTA Izotópkutató Intézet
résztvevők Tellinger Olga
projekt kezdete 2004-01-01
projekt vége 2007-12-31
aktuális összeg (MFt) 2.552
FTE (kutatóév egyenérték) 0.00
állapot lezárult projekt





 

Zárójelentés

  
kutatási eredmények (magyarul)
Az un. PEMFC megfelelő működéséhez olyan hidrogén előállítása szükséges, amelynek szénmonoxid tartalma kevesebb, mint 100 ppm. A PROX célja szénmonoxid tartalom csökkentése szelektív oxidációval. Katalitikus vizsgálatinkat együttműködés keretében un. „nagy-nyomású”, in-situ röntgen-fotoelektron-spektroszkópia (XPS) és in-situ diffúz visszaverődési infravörös spektroszkópia (DRIFT) módszereivel egészítettük ki. Kutatásaink során, feltérképeztük a PROX reakció mechanizmusát cérium-oxid hordozós Pt illetve Pd katalizátorok esetében. A Pt/CeO2 katalizátorokon a CO oxidáció szelektivitása magasabb, mint a Pd tartalmú minták esetén, amely a Pd/CeO2 minták esetén kialakuló stabil beta-Pd-hidrid fázis jelenlétével magyarázható. A Pt/CeO2 esetén vizsgáltuk a reakció időbeni lefutását, illetve a parciális nyomások változtatásának hatását. Megállapítottuk, hogy a reakció kezdetén először a hordozó telítődik karbonát speciesekkel, majd felépül egy Pt-CO borítottság és egy „adszorbeált víz – felületi OH” hidrogén-híd kötésű struktúra, amelynek kettős szerepe van: (i) megakadályozza a hidrogén jelentős mértékű oxidálását és (ii) un. alacsony hőmérsékletű víz-gáz reakcióban (LTWGS) reagál a fémrészecskék peremén lineárisan adszorbeált szénmonoxiddal. A parciális nyomások változtatásával igazoltuk, hogy a reakció közben a CO hatására kialakuló cérium-oxid hibahelyeknek (oxigén vakanciáknak) fontos szerepük van a felületen adszorbeált víz stabilizálásában és így a szelektivitás növelésében.
kutatási eredmények (angolul)
The CO content of the hydrogen feed to the so called PEMFC must be kept lower than 100 ppm. The aim of the PROX reaction is to selectively oxidize CO in the presence of hydrogen. Our catalytic studies were completed by in-situ, high pressure XPS and in-situ DRIFT methods in cooperation. We have succeeded to determine the reaction mechanism of the PROX reaction on ceria supported Pt and Pd catalysts. The selectivity is, as a rule, higher on Pt/CeO2 than on Pd containing samples, which could be explained by the formation of beta-Pd-hydride phase. In the case of Pt/CeO2, temporal evolution of the reaction as well as the effect of partial pressures has been examined. We concluded, that at the beginning of the reaction the catalyst is first saturated by carbonate species, and then the Pt-CO coverage builds up, and an „adsorbed water – surface OH” hydrogen bonded structure is formed. This latter has two major effects: (i) it avoids further oxidation of water and (ii) it can react with CO linearly adsorbed on Pt at the metal-support boundary sites, in a low-temperature water-gas-shift-type (LTWGS) reaction. By means of partial pressure dependent measurements, we could prove, that cerium-oxide vacancies formed by CO, have crucial role in stabilizing this surface water, and thus in increasing the selectivity towatds CO oxidation.
a zárójelentés teljes szövege http://real.mtak.hu/1338/
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

  
Wootsch A; Descorme C; Duprez D;: Preferential oxidation of CO in the presence of H2 (PROX) over Pt/Al2O3 and Pt/CexZrx-1O2 catalysts. Effect of the oxygen mobility, In: Proceeding of the 13th International Congress of Catalysis, Paris, France, 2004, O2-022, pp: 101., 2004
Wootsch A; Descorme C; Pozdnyakova O; Duprez D;: Preferential CO oxidation in the presence of hydrogen (PROX) over different catalysts, Proceeding of the 7th Pannonian International Symposium on Catalysis, Srní, Csehország, 2004. pp. 107., 2004
Pozdnyakova, O., Wootsch, A., Teschner, D., Kröhnert, J., Steinhauer, B., Paál, Z., Jentoft, F. C., Knop-Gericke, A., Schlögl, R.: Reaction mechanism of preferential CO oxidation in excess hydrogen (PROX) on ceria supported Pt and Pd catalysts, 7th EUROPACAT, Szófia, Bulgária, 2005
Wootsch A: PROX reaction on different samples, effect of temperature and oxygen excess, Oral presentation, Prox workshop, 6.12.2005 FHI, Berlin, 2005
Pozdnyakova Olga: Preferential CO oxidation in hydrogen (PROX) on ceria supported catalysts, In-situ DRIFTS studies, Oral presentation, Prox workshop, 6.12.2005 FHI, Berlin, 2005
Wootsch, A., Teschner, D., Pozdnyakova, O., Kröhnert, J., Steinhauer, B., Paál, Z., Vass, E., Hävecker, M., Zefeiratos, Schnörch, P., Sauer, H., Jentoft, F. C., Knop-Gericke, A., Schlögl, R.,: Preferential CO oxidation in H2 (PROX) on Pt/CeO2, high-pressure XPS and in-situ DRIFTS study, Proceeding of the Second International Congress on Operando Spectroscopy, April 23-27, 2006, Toledo, Spain, 2006
Teschner, D., Vass, E., Zefeiratos, S., Schnörch, P., Hävecker, M., Knop-Gericke, A., Sauer, H.,. Kröhnert, J., Jentoft, F. C., Schlögl, R., Pozdnyakova, O., Wootsch, A.,: Preferential CO oxidation in H2 (PROX) on Pt/CeO2 catalyst, high-pressure XPS and in-situ DRIFTS study, Proceeding of the Second “BESSY Annual Report 2005”, Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung m.b.H. (BESSY), Berlin, p. 254-256., 2006
Teschner, D., Vass, E., Zefeiratos, S., Schnörch, P., Hävecker, M., Knop-Gericke, A., Sauer, H.,. Kröhnert, J., Jentoft, F. C., Schlögl, R., G. Hutchings, Pozdnyakova O., Lázár, K., Wootsch, A.,: Preferential oxidation of CO over supported and alloy catalysts in H2-rich gas for fuel cell application, “BESSY Annual Report 2006”, Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung m.b.H. (BESSY), Berlin, elfogadva, 2007
Tellinger, O., Wootsch, A., Teschner, D., Vass, E. M, Hävecker, M., Zafeiratos, S., Schnörch, P., Jentoft, F. C., Knop-Gericke, A., Schlögl, R.,: Surface states of Pt/CeO2 under PROX and WGS conditions:the role of reducible support under different reaction, Proccedings of 8th EUROPACAT, Turku, Finland, 2007. Augusztus 26-31., 2007
Teschner, D., Wootsch, A., Tellinger, O., Lázár, K., J. Kröhnert, Vass, E. M, Hävecker, M., Zafeiratos, S., Schnörch, P., Sauer, H., Jentoft, F. C., Knop-Gericke, A., Schlögl, R.: PROX catalysts in action: In-depth characterization of different catalytic formulations, Proccedings of 8th EUROPACAT, Turku, Finland, 2007. Augusztus 26-31., 2007
Wootsch A; Descorme C; Duprez D;: Preferential oxidation of carbon monoxide in the presence of hydrogen (PROX) over ceria-zirconia and alumina supported Pt catalysts, J. Catal 225: 259-266, 2004
Pozdnyakova, O., Teschner, D., Wootsch, A., Kröhnert, J. Steinhauer, B., Sauer, H., Toth, L., Jentoft, F. C., Knop-Gericke, A., Paál, Z., Schlögl, R.: Preferential CO oxidation in hydrogen (PROX) on ceria supported catalysts, PART I. Oxidation state and surface species on Pt/CeO2 under reaction conditions, J. Catal 237, 1-16, 2006
Pozdnyakova, O., Teschner, D., Wootsch, A., Kröhnert, J. Steinhauer, B., Sauer, H., Toth, L., Jentoft, F. C., Knop-Gericke, A., Paál, Z., Schlögl, R.: PART II. Oxidation states and surface species on Pd/CeO2 under reaction conditions, suggested reaction mechanism, J. Catal 237, 17-28, 2006
Teschner, D., Wootsch, A., Pozdnyakova, O., Sauer, H., Knop-Gericke, A., Schlögl, R.: Surface and structural properties of Pt/CeO2 catalyst under preferential CO oxidation in hydrogen (PROX), React. Kin. Catal. Lett. 87: 235-247, 2006
Wootsch, A., Descorme, C,. Rousselet, S., Duprez, D., Tamplier, C.,: Carbon monoxide oxidation over well-defined Pt/ZrO2 model catalysts: bridging the material gap, Appl. Surf. Sci. 253: 1310-1322, 2006
Pozdnyakova-Tellinger, O., Wootsch, A., Teschner, D., Kröhnert, J., Jentoft, F. C., Schlögl, R.,: On the reaction mechanism of the preferential CO oxidation on Pt/CeO2 catalyst, in “Sampling Catalysis Research in the Pannonian Region” (István Pálinkó, Ed.), Hungarian Zeolite Association, 2006, Szeged, ISBN: 963 06 0138 9, p. 214-219., 2006
Pozdnyakova-Tellonger, O., Teschner, D., Kröhnert, J., Jentoft, F. C., Knop-Gericke, A., Schlögl, R., Wootsch, A.: Surface water assisted Preferential CO oxidation (PROX) on Pt/CeO2 catalyswt, J. Phys. Chem. C.: 111, 5426-5431, 2007
Teschner, D., Wootsch, A., Pozdnyakova-Tellinger, O., Kröhnert, J., Vass, E., Hävecker, M., Zefeiratos, Schnörch, P., Jentoft, F. C., Knop-Gericke, A., Schlögl, R.,: Partial Pressure dependent in-situ spectroscopic study on the preferntial CO oxidation in hydrogen (PROX) over Pt/ceria catalysts, J. Catal.: 249, 318-327, 2007



vissza »