การผลิตไฮโดรเจนจากการเปลี่ยนรูปเมทานอลด้วยไอน้ำบนตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงรองรับด้วยซิลิกา

Hydrogen production from methanol steam reforming over silica-supported copper catalyst

Name: ยุทธพันธุ์ พงศ์บุญชู

ThaSH: ปฏิกิริยาเคมี

ThaSH: เมทานอล

ThaSH: เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

Abstract: พลังงานจากแก๊สไฮโดรเจนถือได้ว่าเป็นพลังงานเชื้อเพลิงสำหรับการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพสูง สะอาด และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แก๊สไฮโดรเจนที่ผลิตได้ส่วนใหญ่ในปัจจุบันได้มาจากการเปลี่ยนรูปสารไฮโดรคาร์บอนด้วยไอน้ำ แต่ปัญหาที่สำคัญของกระบวนการนี้ คือ การขาดแคลนแหล่งของไฮโดรคาร์บอนที่นำมาใช้ในกระบวนการ ในงานวิจัยนี้จึงได้ทำการศึกษาการเปลี่ยนรูปเมทานอลด้วยไอน้ำบนตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงบนตัวรองรับซิลิกาที่เตรียมด้วย วิธีโซล-เจลที่มีการเติมโปรโมเตอร์ต่างชนิดกัน ได้แก่ ซีเรีย เซอร์โคเนีย และโปรโมเตอร์ผสมซีเรีย-เซอร์โคเนีย อีกทั้งศึกษาภาวะที่มีผลต่อความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยา ได้แก่ การเผาตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้บรรยากาศไฮโดรเจนก่อนการทดลอง อัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของตัวเร่งปฏิกิริยาต่ออัตราการไหลของสารตั้งต้น และอัตราส่วนโดยโมลของน้ำต่อเมทานอล จากผล การทดลองพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงบนตัวรองรับซิลิกาจะอยู่ในรูปของทองแดงออกไซด์และถูกรีดิวซ์กลายเป็น Cu° เมื่อทำการเผาภายใต้บรรยากาศแก๊สไฮโดรเจนก่อนทำปฏิกิริยาซึ่งตรวจสอบผลได้ด้วยเทคนิค XRD การเติมซีเรียเป็นโปรโมเตอร์จะทำให้ทองแดงมีการกระจายตัวดี มีขนาดเล็กลง และรีดิวซ์ได้ง่ายกว่าโปรโมเตอร์ชนิดอื่น จากผลการทดสอบความว่องไวพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงบนตัวรองรับซิลิกาที่ใช้ซีเรียเป็นโปรโมเตอร์ให้ร้อยละการเปลี่ยนเมทานอลอย่างสมบูรณ์ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส โดยมีร้อยละการเลือกเกิดแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ร้อยละ 0.41 ในขณะที่การเพิ่มอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของตัวเร่งปฏิกิริยาต่ออัตราการไหลของสารตั้งต้นจาก 0.1 เป็น 0.5 และการเพิ่มอัตราส่วนโดยโมลของน้ำต่อเมทานอลจาก 1.5 เป็น 2.0 ตามลำดับ จะช่วยลดอุณหภูมิในการเปลี่ยนรูปเมทานอลด้วยไอน้ำอย่างสมบูรณ์ลงเหลือ 250 องศาเซลเซียส และลดร้อยละการเกิดคาร์บอนมอนอกไซด์เหลือร้อยละ 0.28 ได้

Abstract: Hydrogen energy is a carrier energy with high performance, cleanliness and friendly to environment. Hydrogen mainly produced from hydrocarbon steam reforming but the major problems of this process is the lack of a hydrocarbon-source. This research will study hydrogen production from methanol steam reforming over silica supported copper catalysts with various promoters such as ceria, zirconia and ceria-zirconia. The effect of hydrogen pretreatment, W/F ratio and S/M ratio on catalytic activities were also studied. From the experimental results, it was found that copper oxide was a primary form of copper in catalyst and then could be reduced to Cu° by hydrogen pretreatment, detected by XRD. Addition of ceria improved copper dispersion, reduced copper size and lower reduced temperature. From catalytic activities, silica-supported copper catalyst with ceria expressed complete methanol conversion at 300 ℃ with 0.41% CO selectivity. When increasing W/F ratio from 0.1 to 0.5 and S/M ratio from 1.5 to 2.0, The temperature for complete methanol conversion was shifted to lower temperature ~250 ℃. CO selectivity was also shifted to 0.28%.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ณัฐธยาน์ พงศ์สถาบดี

Role: ที่ปรึกษา

Name: อาภาณี เหลืองนฤมิตชัย

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2554

Modified: 2559-06-13

Issued: 2559-06-13

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/21858

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีเทคนิค

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	yuththaphan_ph.pdf	4.21 MB	4	2019-10-15 16:45:07

ใช้เวลา

0.037234 วินาที