Physical Chemistry and Theoretical Chemistry (Council of Physical Sciences)
80 %
Ortelius classification: Surface chemistry
Chemical Engineering (Council of Physical Sciences)
20 %
Ortelius classification: Environmental chemistry
Panel
Chemistry 1
Department or equivalent
Institute of Isotopes, Hungarian Academy of Sciences
Participants
Győrffy, Nóra Sárkány, Antal Tellinger, Olga Vargáné Beck, Andrea
Starting date
2008-07-01
Closing date
2012-06-30
Funding (in million HUF)
22.207
FTE (full time equivalent)
7.98
state
closed project
Summary in Hungarian
Az egyik lehetőség a un. zéro-emissziós gépjárművek kialakítására a hidrogénnel működő tüzelőanyag cella (PEMFC) használata. A PEMFC-k hátránya azonban, hogy a nemesfém anód nagyon szénmonoxid-érzékeny. A PROX reakció célja a szénmonoxid tartalom szelektív oxidációja hidrogén jelenlétében. Célunk egy fiatalokból álló kutatócsoport létrehozása az MTA Izotópkutató Intézetben a PROX reakció nemzetközi szintű kutatásának vizsgálata céljából. A kutatócsoport célja a reális PROX rendszerben (H2, O2, CO, CO2, H2O, CH4) lejátszódó reakciók feltérképezése, mechanizmusuk meghatározása, a katalizátorok szerkezetének (Pl: változó oxidációs állapotú komponensek) hatásának vizsgálata. A vizsgálatok során részletesen kívánjuk tanulmányozni a szénmonoxid és hidrogén oxidációjának, valamint a mellékreakcióként lejátszódó víz-gáz (WGS) és fordított víz-gáz (RWGS) reakciók kinetikáját. A reakció mechanizmus pontos megismerése céljából a kinetikai vizsgálatok egy részét izotóppal jelzett molekulákkal kívánjuk végrehajtani. A katalizátorok készítését, jellemzését (adszorpcios módszerek, TEM, XRD, stb.) és katalitikus tesztreakciókat, in-situ spektroszkópiai technikákkal kívánjuk kiegészíteni együttműködésben a berlini Fritz-Haber Intézettel (főleg in-situ XPS és DRIFTS). Várható eredmények: információk a felületi aktív helyekről, a lejátszódó reakciók mechanizmusa, a katalizátorok működésének magyarázat, ötletet adás új, olcsóbb és hatékonyabb PROX katalizátorok kidolgozásához.
Summary
One possibility for the development of the so called zero-emission vehicles is the application of the Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). The CO content in the hydrogen feed to the anode of the PEMFC must, however, be kept below 10-100 ppm. The aim of preferential oxidation is to oxidize selectively CO in the presence of large hydrogen excess. The aim of the present project is to construct research group of young scientists in the Institute of Isotopes for studying the PROX reaction at a world class level. The research group aims at studying all possible reactions in a realistic PROX system (H2, O2, CO, CO2, H2O, CH4), examining the effect of catalyst structure (especially the role of reducible components). Detailed research will be carried on about the reaction kinetics of both CO and H2 oxidation as well as that of possible side reactions, mainly water-gas-shift (WGS) and reverse-water-gas shift (RWGS). In order to clarify the reaction pathways, some of the kinetic measurements will also be carried out with isotope-labeled compounds. Catalyst will be prepared and characterized using different methods (adsorption methods, TEM, XRD, etc..). The kinetic tests will be completed by in-situ spectroscopic techniques in cooperation with the Fritz-Haber Institute in Berlin, using high-pressure XPS and in-situ DRIFT spectroscopy. Expected results: information about surface active sites, reaction mechanism, suggestions for the development of suitable PROX catalysts, which are cheaper and more effective.
