论文部分内容阅读
世界能源正处于由天然气取代石油而成为世界首要能源的过渡时期,天然气拥有很好的环境接受性,较低的温室效应,设备维修费用低与较长的使用寿命等诸多优势,从而使得天然气成为目前理想的燃料之一。
燃料电池是一种不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。与火力发电站相比,燃料电池电站具有高效、噪音低、污染排放少等优点,作为可移动能源广泛应用于固定式电站、交通工具等。从我国的能源资源分布状况来看,建立以甲烷为燃料的SOFC电站,发展洁净式的发电技术,将会获得相当大的经济效益。
固体氧化物燃料电池(SOFC)是燃料电池中的一种,由于SOFC的工作温度较高,一般在600-1000℃,除了目前通常采用的纯氢燃料外,SOFC还可以采用碳氢化合物(如甲烷等)作为燃料。然而,目前大部分SOFC仍采用H<,2>作为燃料。地球上没有游离的H<,2>,需要由人工制备。H<,2>的制备、储存和运输不仅增加了SOFC的使用成本,也给SOFC的运行带来很大不便。实现以直接甲烷等碳氢化合物作为燃料是SOFC发展的重要方向之一。甲烷可通过水蒸汽重整、CO<,2>重整、甲烷部分催化氧化等多形式作为燃料电池燃料使用。甲烷部分氧化由于具有许多特点而有望取代传统的水蒸气重整成为甲烷能源利用的新工艺,而通过开发活性高、稳定性好的Ni基催化剂是甲烷部分氧化重整技术能否实现的关键。
本研究介绍了Ce-La-Ni/γ-Al<,2>O<,3>催化剂的制备方法,并用浸渍法制备了一系列氧化铝担载的含稀土Ce、La的一族镍基金属催化剂,对其在甲烷部分催化氧化过程中的催化活性作了研究和评价。催化活性数据显示,稀土Ce、La的同时添加能有效地改善催化剂的抗积炭性和稳定性。运用TPR、NH<,3>-TPD、XRD等法对不同稀土Ce、La含量的催化剂进行了表征分析,结果表明:含稀土三组份体系的新型镍基催化剂具有较稳定的催化活性和较好的抗积炭性能等优点。