ผลของไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ต่อการขจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ ในกระแสเชื้อเพลิงของเซลล์เชื้อเพลิงพีอีเอ็ม

Abstract

เซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนโปรตอนจะมีสมรรถนะลดลงอย่างเห็นได้ชัด เมื่อมีคาร์บอนมอนอกไซด์ปนมากับแก๊สเชื้อเพลิงแม้เพียงระดับพีพีเอ็ม งานวิจัยนี้ได้ศึกษาถึงการขจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ออกจากแก๊สเชื้อเพลิง โดยใช้ไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ ทดลองใน Gas reactor ซึ่งจำลองมาจากส่วนให้ความชื้นทางขั้นแอโนดของเซลล์เชื้อเพลิง ส่วนของการทดลองแบ่งออกเป็น 4 ส่วน ส่วนแรกศึกษาปฏิกิริยาระหว่าง คาร์บอนมอนอกไซด์ในไฮโดรเจนและไฮโดรเพอร์ออกไซด์ วิเคราะห์แก๊สผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาโดย FT-IR พบว่าคาร์บอนไดออกไซด์จะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ทดลองเปรียบเทียบโดยใส่น้ำลงไปแทนไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ พบว่าไม่มีการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนที่สองศึกษาถึงภาวะที่สามารถลดปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในแก๊สเชื้อเพลิง วิเคราะห์แก๊สผลิตภัณฑ์โดยใช้แก๊สโครมาโทกราฟ พบว่าภาวะที่ดีที่สุดในการขจัดคาร์บอนมอนอกไซด์คือ ที่อุณหภูมิ 70 ํC ใส่สแตนเลสลงไปในสารละลายไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์พร้อมกับการฉายแสง UV พบว่าเกิด %CO conversion เฉลี่ยมากถึง 50% ในระยะยาว ส่วนที่สามศึกษาผลของไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ ต่อตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิง ทดลองเปรียบเทียบกับไม่ใช้ไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ พบว่าเมื่อใช้ไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ในการขจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ ตัวเร่งปฏิกิริยาจะมีความทนทานต่อคาร์บอนมอนอกไซด์ มากกว่าไม่ใช้ไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ถึง 7 เท่า และในส่วนสุดท้ายศึกษาผลของการลดคาร์บอนมอนอกไซด์ โดยใช้ไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ต่อค่าความหนาแน่นกระแสของเซลล์เชื้อเพลิงพบว่า ค่าความหนาแน่นกระแสลดลงอย่างเห็นได้ชัด เมื่อมีคาร์บอนมอนอกไซด์ปนมาในแก๊สเชื้อเพลิง แต่เมื่อใช้ไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ในการขจัดคาร์บอนมอนอกไซด์พบว่า ค่าความหนาแน่นกระแสจะมีค่าใกล้เคียงกับเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์