Electrochemical removal of carbon monoxide from hydrogen using nickel catalyst

(2005) Electrochemical removal of carbon monoxide from hydrogen using nickel catalyst. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.


Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

يستخدم نظام كبير ومعقد عادة لإزالة غاز أول أكسيد الكربون أو تخفيض مستوى الغاز إلى حد مقبول في تطبيقات خلايا الطاقة (أقل من عشرة جزء من المليون). في هذه الدراسة تم تطوير منظف كهروكيميائي أعطى نتائج مشجعة لهذه العملية. في هذا الجهاز، قدرة كهربائية متغيرة تعرض على خلية عادية من نوع (PEMFC) هذه الطريقة تعطى الأفضلية لتأكسد أول أكسيد الكربون. كما تم في الدراسة المالية بحث احتمالية تغيير المحفز العالي الكلفة Pt إلى محفز معدني غير نفيس. وتم تجربة المحفز البديل في المعمل، وأظهر نفس مستوى امتصاص غاز أول أكسيد الكربون وتم فحص المحفز البديل ووجد أن أول أكسيد الكربون الموجود في غاز الهيدروجين يمتص على المحفز مسبباًَ تأخيراً في تفاعل الهيدروجين ويمنه إخمال النيكل المحفز النشط. وقد تم إزالة CO الممتص بنجاح بتطبيق أو تعريض قدرة أنوديه مناسبة. ولوحظ بأنه تقريباً تم إزالة كل الـ CO تقريباً من سطح القطب. وقد وجد أن كمية الـ CO المؤكسدة تعتمد على عدد من العوامل مثل مدة تعرض الـ CO، وكذلك مستوى الانسياب، والتركيز، وكمية القدرة، وكمية المحفز. وتم دراسة هذه العوامل.

English Abstract

A large and complex CO gas clean up system is usually required to bring down carbon monoxide content in reformate gas to acceptable levels for fuel cell application (<10 ppm). Recently an electrochemical filter has been proposed promising to simplify the gas clean up. In this device, a pulsating potential is applied to a conventional PEMFC, the configuration results in preferential oxidation of CO. The present work was undertaken to investigate the possibility of replacing the expensive Pt catalyst with non-noble metal catalyst. It has been shown experimentally that CO adsorbs and electro-oxidizes on Ni/Raney-Ni catalyst akin to Pt catalyst. It has been found that CO present in the H₂ gas gets adsorbed over the catalyst surface causing delay in hydrogen evolution reaction and prevents the Ni dissolution. The adsorbed CO was successfully removed by application of suitable anodic potential. It was observed that almost 100% CO removal takes place from the electrode surface. The amount of CO electro-oxidized depends upon a number of parameters such as CO exposure time, CO flow rate, CO concentration, scan rate and catalyst loading. The effect these parameters were investigated.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemical Engineering
Department: College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor: Rahman, S. U.
Committee Members: Al-Baghli, Nadhir A. and Zaidi, S. M. Javaid and Weidner, J. W. and Inui, Tomoyuki
Depositing User: Mr. Admin Admin
Date Deposited: 22 Jun 2008 14:06
Last Modified: 01 Nov 2019 14:02
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/10511