專利名稱：一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的方法及一氧化碳選擇氧化催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的方法、及一氧化碳選擇氧化催化劑。更具體地本發(fā)明涉及降低富氫氣體中所含一氧化碳濃度的一氧化碳濃度降低設(shè)備、相應(yīng)的降低一氧化碳濃度的方法、及用于其中的一氧化碳選擇氧化催化劑。
現(xiàn)有技術(shù)已提出的用于降低富氫氣體中所含一氧化碳濃度的一氧化碳濃度降低設(shè)備利用負(fù)載于載體如氧化鋁上的釕催化劑(例如JP-A-8-133701、8-133702和8-217406)。富氫氣體和預(yù)定量的氧氣加入這些設(shè)備之任一設(shè)備中時(shí)，所述釕催化劑加速一氧化碳選擇氧化反應(yīng)，使一氧化碳氧化，優(yōu)先于氫的氧化從而降低所述富氫氣體中所含一氧化碳的濃度。
這種一氧化碳濃度降低設(shè)備用于燃料電池系統(tǒng)中，所述燃料電池系統(tǒng)包括例如聚合物電解質(zhì)燃料電池或磷酸鹽燃料電池。在這些燃料電池中進(jìn)行以下電化學(xué)反應(yīng)(1)(2)(3)反應(yīng)式(1)表示在所述燃料電池的陽極上進(jìn)行的反應(yīng)，反應(yīng)式(2)表示在所述燃料電池的陰極上進(jìn)行的反應(yīng)，反應(yīng)式(3)表示在整個(gè)燃料電池中進(jìn)行的反應(yīng)。由這些反應(yīng)式顯而易見，為使所述燃料電池中的反應(yīng)進(jìn)行，需要向陽極加入含氫氣的氣態(tài)燃料，向陰極加入含氧氣的氣體氧化劑。這些氣體原料中存在的一氧化碳吸附在燃料電池中所含的鉑催化劑上，降低其催化能力。一般用作所述氣體氧化劑的空氣不含有達(dá)到降低所述催化能力這樣程度的一氧化碳。另一方面，所述氣態(tài)燃料一般含有少量的一氧化碳，可能影響在陽極上進(jìn)行的氫氣的離解和降低燃料電池的性能。
氣態(tài)燃料中存在一氧化碳?xì)w因于通過轉(zhuǎn)化烴生產(chǎn)所述氣態(tài)燃料。因此所用氣態(tài)燃料不是高純度的氣態(tài)氫氣而是通過轉(zhuǎn)化烴生產(chǎn)的富氫氣體時(shí)出現(xiàn)上述一氧化碳問題。用所述轉(zhuǎn)化氣體作為加入燃料電池的氣態(tài)燃料的燃料電池系統(tǒng)一般有燃料轉(zhuǎn)化裝置，使烴轉(zhuǎn)化產(chǎn)生富氫氣態(tài)燃料，加入燃料電池的陽極。以下示出轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)生富氫氣體的例子，其中使甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化(4)(5)(6)在甲醇的蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，反應(yīng)式(4)所示的甲醇離解和反應(yīng)式(5)所示的一氧化碳轉(zhuǎn)化同時(shí)進(jìn)行?？傮w上，發(fā)生反應(yīng)式(6)所示的反應(yīng)產(chǎn)生含有二氧化碳的富氫氣體。如果這些反應(yīng)進(jìn)行得完全，則在最后階段不存在一氧化碳。然而，在實(shí)際的燃料轉(zhuǎn)化裝置中，式(5)的反應(yīng)不可能完全地向右轉(zhuǎn)移。因此由燃料轉(zhuǎn)化裝置轉(zhuǎn)化的氣態(tài)燃料含有痕量的一氧化碳作為副產(chǎn)物。
所述蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)一般在已知的轉(zhuǎn)化催化劑如Cu-Zn催化劑存在下進(jìn)行。然而，在轉(zhuǎn)化催化劑存在下，以下給出的反應(yīng)式(7)所示的逆向轉(zhuǎn)移反應(yīng)與上述蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，從而在轉(zhuǎn)化氣中產(chǎn)生痕量的一氧化碳(7)式(7)所示逆向轉(zhuǎn)移反應(yīng)由所述蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中得到的氫氣和二氧化碳產(chǎn)生一氧化碳。該逆向轉(zhuǎn)移反應(yīng)與所述蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)相比進(jìn)行得很少。然而，在要求極低一氧化碳濃度的情況下，例如所述轉(zhuǎn)化氣用作加入燃料電池的氣態(tài)燃料時(shí)，所述逆向轉(zhuǎn)移反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化碳不可忽略而可能有很大的影響。
因此，在氣態(tài)燃料加入燃料電池之前，用一氧化碳濃度降低設(shè)備降低氣態(tài)燃料中所含一氧化碳的濃度。在一氧化碳濃度降低設(shè)備中，優(yōu)先于氫氣的氧化進(jìn)行一氧化碳的選擇氧化，如上所述在所述轉(zhuǎn)化氣中富含氫氣。下面給出的反應(yīng)式(8)示出一氧化碳的氧化反應(yīng)。加入燃料電池的氣態(tài)燃料中允許的一氧化碳濃度在磷酸鹽燃料電池的情況下不大于百分之幾，在聚合物電解質(zhì)燃料電池的情況下不大于幾個(gè)ppm。將轉(zhuǎn)化氣加入裝有釕催化劑的一氧化碳濃度降低設(shè)備中，在該設(shè)備中進(jìn)行式(8)所示的一氧化碳的選擇氧化。這降低了轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度并確保一氧化碳濃度足夠低的氣態(tài)燃料加入燃料電池。
(8)足以加速一氧化碳的選擇氧化的釕催化劑的有效溫度范圍是約140至200℃。并入燃料電池系統(tǒng)中的有釕催化劑的一氧化碳濃度降低設(shè)備可能不充分地降低加入燃料電池的氣態(tài)燃料中所含一氧化碳的濃度。當(dāng)所述一氧化碳濃度降低設(shè)備中的溫度變得低于所述有效溫度范圍時(shí)，催化活性下降而不充分地加速一氧化碳的氧化。這導(dǎo)致一氧化碳濃度降低不足。另一方面，當(dāng)所述一氧化碳濃度降低設(shè)備中的溫度變得高于所述有效溫度范圍時(shí)，所述氣態(tài)燃料中富含的氫氣被氧化。這干擾共存于所述氣態(tài)燃料中的痕量一氧化碳的選擇氧化。為充分地降低一氧化碳的濃度，需要根據(jù)轉(zhuǎn)化氣的量調(diào)節(jié)所述一氧化碳濃度降低設(shè)備的內(nèi)部溫度，使轉(zhuǎn)化氣經(jīng)歷一氧化碳的選擇氧化并使一氧化碳的選擇氧化在上述有效溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
尤其是在一氧化碳濃度降低設(shè)備中要處理的負(fù)荷(即加入一氧化碳濃度降低設(shè)備的轉(zhuǎn)化氣量)顯著變化的情況下，很難使一氧化碳濃度降低設(shè)備的內(nèi)部溫度保持在所述有效溫度范圍內(nèi)。例如，當(dāng)接收一氧化碳濃度降低的氣態(tài)燃料的燃料電池用作驅(qū)動機(jī)動車的能源時(shí)，負(fù)荷急劇地變化。負(fù)荷的變動顯著地改變一氧化碳濃度降低設(shè)備中要處理的轉(zhuǎn)化氣量。這使調(diào)節(jié)一氧化碳濃度降低設(shè)備的內(nèi)部溫度變得很困難。負(fù)荷突然增加導(dǎo)致一氧化碳濃度降低設(shè)備中要處理的負(fù)荷明顯增加，因而可能突然地升高內(nèi)部溫度。同樣負(fù)荷突然降低導(dǎo)致一氧化碳濃度降低設(shè)備中要處理的負(fù)荷明顯下降，因而可能突然地降低內(nèi)部溫度。在由于負(fù)荷的變化導(dǎo)致一氧化碳濃度降低設(shè)備的內(nèi)部溫度偏離要求的溫度范圍的情況下，出現(xiàn)上述問題干擾轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳濃度的有效降低。因此希望所述一氧化碳選擇氧化催化劑有更寬的有效溫度范圍，以在燃料電池中負(fù)荷變化較大的條件下使一氧化碳選擇氧化的活性保持在足夠的水平。
接收由一氧化碳濃度降低設(shè)備供給的氣態(tài)燃料的燃料電池的驅(qū)動溫度在聚合物電解質(zhì)燃料電池的情況下為約80至100℃。當(dāng)由一氧化碳濃度降低設(shè)備加入燃料電池的氣態(tài)燃料的溫度高于所述燃料電池的驅(qū)動溫度時(shí)，氣態(tài)燃料直接由一氧化碳濃度降低設(shè)備加入燃料電池不利地使燃料電池的內(nèi)部溫度增至不希望的水平。在一氧化碳濃度降低設(shè)備中進(jìn)行的氧化反應(yīng)的溫度(即為使一氧化碳選擇氧化催化劑充分地加速該反應(yīng)所調(diào)節(jié)的溫度)超過燃料電池的驅(qū)動溫度范圍的情況下，應(yīng)在連接所述一氧化碳濃度降低設(shè)備與所述燃料電池的氣態(tài)燃料流路中設(shè)置換熱裝置。該換熱裝置在氣態(tài)燃料供給燃料電池之前充分地降低氣態(tài)燃料的溫度。然而，換熱裝置使管線布置相當(dāng)復(fù)雜而不希望地增加總系統(tǒng)的尺寸。
如上所述，希望用于加速一氧化碳的選擇氧化反應(yīng)的催化劑有更寬的有效溫度范圍，其中在可能的負(fù)荷變化下充分地加速一氧化碳的選擇氧化。所述有效溫度范圍的下限更接近燃料電池的驅(qū)動溫度是特別優(yōu)選的。然而，如前面所述在傳統(tǒng)使用的釕催化劑的情況下，充分降低一氧化碳濃度的有效溫度范圍的下限為約140℃。在燃料電池的驅(qū)動溫度(為約100℃)中所述釕催化劑不能充分地加速一氧化碳的選擇氧化反應(yīng)。
因此以一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的方法和一氧化碳選擇氧化催化劑形式實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明目的是要擴(kuò)大有效溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)一氧化碳選擇氧化反應(yīng)的活性保持足夠高，特別是使所述有效溫度范圍的下限更接近燃料電池的驅(qū)動溫度。
發(fā)明概述本發(fā)明提供第一一氧化碳濃度降低設(shè)備，使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳的濃度。所述第一一氧化碳濃度降低設(shè)備包括加入富氫氣體的富氫氣體供應(yīng)裝置；加入用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑的氣體氧化劑供應(yīng)裝置；和一氧化碳選擇氧化裝置，所述一氧化碳氧化裝置包含一氧化碳選擇氧化催化劑，接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速且有釕作為主要組分。在所述第一一氧化碳濃度降低設(shè)備中，所述一氧化碳選擇氧化催化劑還包括一種堿金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
如上配置的第一一氧化碳濃度降低設(shè)備接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，從而降低一氧化碳的濃度。所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)在所述一氧化碳選擇氧化催化劑存在下進(jìn)行，除作為主要組分的釕之外所述催化劑還包括一種堿金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
本發(fā)明還涉及相應(yīng)的使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳濃度的第一方法。所述第一方法包括以下步驟使所述富氫氣體與用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑混合；和利用一氧化碳選擇氧化催化劑通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)使已與所述氣體氧化劑混合的所述富氫氣體中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，有釕作為主要組分，且還包括一種堿金屬，它擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
本發(fā)明還涉及相應(yīng)的第一一氧化碳選擇氧化催化劑，它使選擇性地氧化富氫氣體中所含一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速。所述第一一氧化碳選擇氧化催化劑有負(fù)載于預(yù)定載體上的釕作為主要組分，還包括一種堿金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
本發(fā)明所述第一一氧化碳濃度降低設(shè)備的配置、降低一氧化碳濃度的第一方法、和第一一氧化碳選擇氧化催化劑進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。與使用釕催化劑的現(xiàn)有技術(shù)配置相比，本發(fā)明的此配置能在更寬的溫度范圍內(nèi)使所述富氫氣體中所含一氧化碳的濃度充分地降低。此配置便于將所述一氧化碳選擇氧化催化劑的溫度調(diào)節(jié)至充分地降低富氫氣體中所含一氧化碳濃度的有效溫度范圍。當(dāng)一氧化碳濃度降低設(shè)備中要處理的負(fù)荷(即加入一氧化碳濃度降低設(shè)備中的富氫氣體量)變化時(shí)，例如通過所述一氧化碳濃度降低設(shè)備降低了一氧化碳濃度的富氫氣體作為氣態(tài)燃料加入與之相連的負(fù)荷可變的燃料電池時(shí)，此配置特別有利。富氫氣體(它是降低一氧化碳濃度的目標(biāo)物)量的變化改變了所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱值而使所述一氧化碳選擇氧化催化劑的溫度發(fā)生變化。甚至在變化的催化溫度條件下，使一氧化碳濃度充分降低的溫度范圍更寬能穩(wěn)定地保持充分地降低一氧化碳濃度的狀態(tài)。
堿金屬與釕共存的作用可歸因于以下原因。堿金屬與釕共存導(dǎo)致堿金屬中所含S電子移至釕的導(dǎo)帶。這促進(jìn)吸附在釕上的氧解離或促進(jìn)一氧化碳吸附在釕上，從而改善使一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的活性。
根據(jù)本發(fā)明第一一氧化碳選擇氧化催化劑的一種優(yōu)選應(yīng)用，所述堿金屬以單質(zhì)形式負(fù)載于預(yù)定載體上。
根據(jù)本發(fā)明第一一氧化碳選擇氧化催化劑的另一種優(yōu)選應(yīng)用，所述堿金屬和釕以合金形式負(fù)載于預(yù)定載體上。
在本發(fā)明所述第一一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的第一方法、和第一一氧化碳選擇氧化催化劑中，所述堿金屬可以是鋰和鉀之任一。
在本發(fā)明所述第一一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的第一方法、和第一一氧化碳選擇氧化催化劑中，所述使一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍特別地被延伸至低溫。此配置理想地簡化或者甚至省去了在一氧化碳濃度已降低的富氫氣體作為氣態(tài)燃料供給例如聚合物電解質(zhì)燃料電池之前，降低一氧化碳濃度已降低的富氫氣體的溫度的過程。
本發(fā)明提供第二一氧化碳濃度降低設(shè)備，使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳的濃度。所述第二一氧化碳濃度降低設(shè)備包括加入富氫氣體的富氫氣體供應(yīng)裝置；加入用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑的氣體氧化劑供應(yīng)裝置；和一氧化碳選擇氧化裝置，所述一氧化碳氧化裝置包含一氧化碳選擇氧化催化劑，接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速且有釕作為主要組分。在所述第二一氧化碳濃度降低設(shè)備中，所述一氧化碳選擇氧化催化劑還包括一種堿土金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
如上配置的第二一氧化碳濃度降低設(shè)備接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，從而降低一氧化碳的濃度。所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)在所述一氧化碳選擇氧化催化劑存在下進(jìn)行，除作為主要組分的釕之外所述催化劑還包括一種堿土金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
本發(fā)明還涉及相應(yīng)的使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳濃度的第二方法。所述第二方法包括以下步驟使所述富氫氣體與用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑混合；和利用一氧化碳選擇氧化催化劑通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)使已與所述氣體氧化劑混合的所述富氫氣體中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，有釕作為主要組分，且還包括一種堿土金屬，它擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
本發(fā)明還涉及相應(yīng)的第二一氧化碳選擇氧化催化劑，它使選擇性地氧化富氫氣體中所含一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速。所述第二一氧化碳選擇氧化催化劑有負(fù)載于預(yù)定載體上的釕作為主要組分，還包括一種堿土金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
本發(fā)明所述第二一氧化碳濃度降低設(shè)備的配置、降低一氧化碳濃度的第二方法、和第二一氧化碳選擇氧化催化劑進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。與使用釕催化劑的現(xiàn)有技術(shù)配置相比，本發(fā)明的此配置能在更寬的溫度范圍內(nèi)使所述富氫氣體中所含一氧化碳的濃度充分地降低。類似上述本發(fā)明第一一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的第一方法、和第一一氧化碳選擇氧化催化劑，此配置便于調(diào)節(jié)所述一氧化碳選擇氧化催化劑溫度的過程。甚至當(dāng)作為降低一氧化碳濃度的目標(biāo)物的富氫氣體量改變時(shí)，使一氧化碳濃度充分降低的溫度范圍更寬能穩(wěn)定地保持充分地降低一氧化碳濃度的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明第二一氧化碳選擇氧化催化劑的一種優(yōu)選應(yīng)用，所述堿土金屬以單質(zhì)形式負(fù)載于預(yù)定載體上。
根據(jù)本發(fā)明第二一氧化碳選擇氧化催化劑的另一種優(yōu)選應(yīng)用，所述堿土金屬和釕以合金形式負(fù)載于預(yù)定載體上。
在本發(fā)明所述第二一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的第二方法、和第二一氧化碳選擇氧化催化劑中，所述堿土金屬可以是鋇。
在本發(fā)明所述第二一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的第二方法、和第二一氧化碳選擇氧化催化劑中，所述使一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍特別地被延伸至低溫。此配置理想地簡化或者甚至省去了在一氧化碳濃度已降低的富氫氣體作為氣態(tài)燃料供給例如聚合物電解質(zhì)燃料電池之前，降低一氧化碳濃度已降低的富氫氣體的溫度的過程。
本發(fā)明提供第三一氧化碳濃度降低設(shè)備，使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳的濃度。所述第三一氧化碳濃度降低設(shè)備包括加入富氫氣體的富氫氣體供應(yīng)裝置；加入用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑的氣體氧化劑供應(yīng)裝置；和一氧化碳選擇氧化裝置，所述一氧化碳氧化裝置包含一氧化碳選擇氧化催化劑，接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速且有釕作為主要組分。在所述第三一氧化碳濃度降低設(shè)備中，所述一氧化碳選擇氧化催化劑還包括鎳。
如上配置的第三一氧化碳濃度降低設(shè)備接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，從而降低一氧化碳的濃度。所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)在所述一氧化碳選擇氧化催化劑存在下進(jìn)行，除作為主要組分的釕之外所述催化劑還包括鎳。
本發(fā)明還涉及相應(yīng)的使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳濃度的第三方法。所述第三方法包括以下步驟使所述富氫氣體與用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑混合；和利用一氧化碳選擇氧化催化劑通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)使已與所述氣體氧化劑混合的所述富氫氣體中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，有釕作為主要組分，且還包括鎳。
本發(fā)明還涉及相應(yīng)的第三一氧化碳選擇氧化催化劑，它使選擇性地氧化富氫氣體中所含一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速。所述第三一氧化碳選擇氧化催化劑有負(fù)載于預(yù)定載體上的釕作為主要組分，還包括鎳。
本發(fā)明所述第三一氧化碳濃度降低設(shè)備的配置、降低一氧化碳濃度的第三方法、和第三一氧化碳選擇氧化催化劑進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。與使用釕催化劑的現(xiàn)有技術(shù)配置相比，本發(fā)明的此配置能在更寬的溫度范圍內(nèi)使所述富氫氣體中所含一氧化碳的濃度充分地降低。類似上述本發(fā)明第一和第二一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的第一和第二方法、和第一和第二一氧化碳選擇氧化催化劑，此配置便于調(diào)節(jié)所述一氧化碳選擇氧化催化劑溫度的過程。甚至當(dāng)作為降低一氧化碳濃度的目標(biāo)物的富氫氣體量改變時(shí)，使一氧化碳濃度充分降低的溫度范圍更寬能穩(wěn)定地保持充分地降低一氧化碳濃度的狀態(tài)。所述使一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍特別地被延伸至低溫。此配置理想地簡化或者甚至省去了在一氧化碳濃度已降低的富氫氣體作為氣態(tài)燃料供給例如聚合物電解質(zhì)燃料電池之前，降低一氧化碳濃度已降低的富氫氣體的溫度的過程。
本發(fā)明提供第四一氧化碳濃度降低設(shè)備，使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳的濃度。所述第四一氧化碳濃度降低設(shè)備包括加入富氫氣體的富氫氣體供應(yīng)裝置；加入用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑的氣體氧化劑供應(yīng)裝置；和一氧化碳選擇氧化裝置，所述一氧化碳氧化裝置包含一氧化碳選擇氧化催化劑，接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速且有釕作為主要組分。在所述第四一氧化碳濃度降低設(shè)備中，所述一氧化碳選擇氧化催化劑還包括鋅。
如上配置的第四一氧化碳濃度降低設(shè)備接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，從而降低一氧化碳的濃度。所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)在所述一氧化碳選擇氧化催化劑存在下進(jìn)行，除作為主要組分的釕之外所述催化劑還包括鋅。
本發(fā)明還涉及相應(yīng)的使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳濃度的第四方法。所述第四方法包括以下步驟使所述富氫氣體與用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑混合；和利用一氧化碳選擇氧化催化劑通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)使已與所述氣體氧化劑混合的所述富氫氣體中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，有釕作為主要組分，且還包括鋅。
本發(fā)明還涉及相應(yīng)的第四一氧化碳選擇氧化催化劑，它使選擇性地氧化富氫氣體中所含一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速。所述第四一氧化碳選擇氧化催化劑有負(fù)載于預(yù)定載體上的釕作為主要組分，還包括鋅。
本發(fā)明所述第四一氧化碳濃度降低設(shè)備的配置、降低一氧化碳濃度的第四方法、和第四一氧化碳選擇氧化催化劑進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。與使用釕催化劑的現(xiàn)有技術(shù)配置相比，本發(fā)明的此配置能在更寬的溫度范圍內(nèi)使所述富氫氣體中所含一氧化碳的濃度充分地降低。類似上述本發(fā)明第一至第三一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的第一至第三方法、和第一至第三一氧化碳選擇氧化催化劑，此配置便于調(diào)節(jié)所述一氧化碳選擇氧化催化劑溫度的過程。甚至當(dāng)作為降低一氧化碳濃度的目標(biāo)物的富氫氣體量改變時(shí)，使一氧化碳濃度充分降低的溫度范圍更寬能穩(wěn)定地保持充分地降低一氧化碳濃度的狀態(tài)。所述使一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍特別地被延伸至低溫。此配置理想地簡化或者甚至省去了在一氧化碳濃度已降低的富氫氣體作為氣態(tài)燃料供給例如聚合物電解質(zhì)燃料電池之前，降低一氧化碳濃度已降低的富氫氣體的溫度的過程。
附圖簡述

圖1為說明添加鋰的釕催化劑制備方法的流程圖；圖2為說明燃料電池系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖3為示意地說明燃料電池堆20中所含單元電池28的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4為說明CO選擇氧化裝置34的結(jié)構(gòu)的示意圖；和圖5示出本發(fā)明含有釕和第二元素的各種一氧化碳選擇氧化催化劑和已知釕催化劑在不同溫度下的性能。
最佳實(shí)施方式為使如上所述本發(fā)明的配置、功能和效果更清楚，以實(shí)施方案形式描述本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。圖1為說明添加鋰的釕催化劑的制備方法的流程圖，其對應(yīng)于本發(fā)明主要部分。圖2為說明包括一氧化碳濃度降低設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)的示意圖，該設(shè)備使用所述添加鋰的釕催化劑。該實(shí)施方案中所用一氧化碳選擇氧化催化劑是使一定量的釕和少量鋰負(fù)載于氧化鋁球粒上得到的。以下描述中此一氧化碳選擇氧化催化劑稱為添加鋰的釕催化劑。在此實(shí)施方案的燃料電池系統(tǒng)10中，包含在一氧化碳濃度降低設(shè)備中的所述添加鋰的釕催化劑在高溫以及低溫下有極好的使一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的活性。甚至在與燃料電池相連的負(fù)荷改變時(shí)，此配置也充足地降低富氫氣體中所含一氧化碳的濃度。下面先結(jié)合圖1描述添加鋰的釕催化劑的制備方法，然后結(jié)合圖2描述燃料電池系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)和燃料電池系統(tǒng)10中進(jìn)行的降低富氫氣體中所含一氧化碳濃度的反應(yīng)。
如圖1所示，所述添加鋰的釕催化劑的制備方法先提供多孔氧化鋁球粒(已制成有約3mm的平均粒徑)并將所述氧化鋁球粒浸入蒸餾水中(步驟S100)。單獨(dú)提供乙酸鋰水溶液，在攪拌下將所述乙酸鋰水溶液滴入有氧化鋁球粒浸于其中的所述蒸餾水中，使所述鋰鹽吸附在氧化鋁球粒上(步驟S110)。隨后使有鋰鹽吸附在其上的氧化鋁球粒干燥，以除去所含水分(步驟S120)，將所述氧化鋁球粒在200℃加熱約1小時(shí)(步驟S130)。這得到有鋰負(fù)載于其上的氧化鋁球粒。此實(shí)施方案的步驟導(dǎo)致鋰以0.005mol/l(負(fù)載鋰的摩爾數(shù)/氧化鋁球粒的體積)的比率負(fù)載于氧化鋁球粒上。然后進(jìn)行與使鋰負(fù)載于氧化鋁球粒上的上述處理類似的處理進(jìn)一步使釕負(fù)載于氧化鋁球粒上。
使所述載有鋰的球粒浸于蒸餾水中(步驟S140)。提供氯化釕水溶液，在攪拌下將所述氯化釕水溶液滴入有所述載有鋰的球粒浸于其中的所述蒸餾水中，使所述釕鹽吸附在氧化鋁球粒上(步驟S150)。隨后使有釕鹽吸附在其上的載有鋰的球粒干燥，以除去所含水分(步驟S160)，將所述載有鋰的球粒在氫氣還原氣氛中在500℃加熱約2小時(shí)(步驟S170)。使所述球粒上的釕還原，得到添加鋰的釕催化劑。此實(shí)施方案的步驟導(dǎo)致釕以0.036mol/l(負(fù)載釕的摩爾數(shù)/氧化鋁球粒的體積)的比率負(fù)載于所述載有鋰的球粒上。
上述添加鋰的釕催化劑的制備方法使用乙酸鋰使鋰負(fù)載于氧化鋁球粒上。但也可用其它鹽代替。用于此的鋰鹽可以是選自氯化鋰、乙酸鋰和硫化鋰的任何鹽或這些鹽的任何組合。同樣用于使釕負(fù)載于氧化鋁球粒上的釕鹽不限于氯化釕。用于此的釕鹽可以是選自硝酸釕、碘化釕、氯釕酸、氯釕酸銨、氫氧化釕和釕酸鉀的任何鹽或這些鹽的任何組合。
圖2描述了該實(shí)施方案的燃料電池系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)。燃料電池系統(tǒng)10包括甲醇罐12、水罐14、燃料轉(zhuǎn)化裝置30和燃料電池堆20。
甲醇罐12是甲醇的儲存器，水罐14是水的儲存器。通過一些供應(yīng)管線將甲醇和水加入燃料轉(zhuǎn)化裝置30。燃料轉(zhuǎn)化裝置30由甲醇和水生產(chǎn)含氫氣態(tài)燃料。燃料電池20接收由燃料轉(zhuǎn)化裝置30產(chǎn)生的氣態(tài)燃料和含氧氣體氧化劑，通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電動勢。
燃料電池20是聚合物電解質(zhì)燃料電池，有層疊多個(gè)單元電池得到的堆結(jié)構(gòu)。圖3為示意地說明燃料電池堆20中所含單元電池28的結(jié)構(gòu)的剖視圖。單元電池28包括電解質(zhì)隔膜21、陽極22、陰極23、和一對隔板24和25。
陽極22和陰極23是設(shè)置在電解質(zhì)隔膜21兩邊而呈夾心式結(jié)構(gòu)的氣體擴(kuò)散電極。隔板24和25進(jìn)一步設(shè)置在所述夾心式結(jié)構(gòu)的兩邊，分別與陽極22和陰極23相連形成氣態(tài)燃料的流道和氣體氧化劑的流道。氣態(tài)燃料的流道24P由陽極22和隔板24限定，而氣體氧化劑的流道25P由陰極23和隔板25限定。
電解質(zhì)隔膜21是由固態(tài)聚合物例如氟樹脂組成的質(zhì)子傳導(dǎo)性離子交換膜，涂有起催化劑作用的鉑或含鉑合金。陽極22和陰極23由碳纖維紗織成的碳布、碳纖維的碳紙或碳?xì)纸M成。隔板24和25由不透氣導(dǎo)電材料例如通過壓制碳產(chǎn)生的不透氣致密碳組成，在其表面有預(yù)定形狀的肋。這些肋與陽極22的表面和陰極23的表面組合分別形成氣態(tài)燃料的流道24P和氣體氧化劑的流道25P。雖然這里將隔板24和25描述成獨(dú)立元件，但在實(shí)際的燃料電池20中兩面有肋的一個(gè)隔板設(shè)置在相鄰的單元電池28之間。
如上所述構(gòu)造單元電池28，它是燃料電池堆20的基本單元。多組(此實(shí)施方案中100組)單元電池28以這樣的方式層疊使一個(gè)隔板設(shè)置在相鄰電極-隔膜組件(包括陽極22、電解質(zhì)隔膜21和陰極23)之間從而構(gòu)成燃料電池組件。一對由致密碳或銅組成的匯流板設(shè)置在燃料電池組件兩邊。這樣完成了燃料電池堆20。
在圖1中，僅清楚地示出加入燃料電池20的陽極的氣態(tài)燃料供應(yīng)系統(tǒng)。未示出的氣體氧化劑供應(yīng)體系與燃料電池20的陰極相連以提供加壓空氣。未示出的氣態(tài)燃料排放系統(tǒng)和未示出的氣體氧化劑排放系統(tǒng)也與燃料電池20相連，以在各電極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)后由燃料電池20排放出廢燃料氣和廢氣體氧化劑。
燃料轉(zhuǎn)化裝置30主要包括轉(zhuǎn)化器32、CO選擇氧化裝置34、一氧化碳傳感器40、鼓風(fēng)機(jī)38、和控制器70。轉(zhuǎn)化器32接收甲醇和水的供應(yīng)，產(chǎn)生富氫轉(zhuǎn)化氣。CO選擇氧化裝置34使所述轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳氧化，以降低轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳的濃度，從而產(chǎn)生一氧化碳濃度已降至或低于預(yù)定水平的氣態(tài)燃料。一氧化碳傳感器40設(shè)置在由轉(zhuǎn)化器32產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化氣通過其加入CO選擇氧化裝置34的連接導(dǎo)管36中，測量轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳的濃度。鼓風(fēng)機(jī)38將含氧氣體氧化劑(在此實(shí)施方案中為空氣)經(jīng)輸入管線39加入連接導(dǎo)管線36中，輸入管線39在所述一氧化碳傳感器40的下游與連接導(dǎo)管36相連?？刂破?0控制燃料轉(zhuǎn)化裝置30的各組成部分的驅(qū)動條件。下面詳述燃料轉(zhuǎn)化裝置30的各組成部分。
轉(zhuǎn)化器32接收由甲醇罐12供應(yīng)的甲醇和由水罐14供應(yīng)的水，通過前面給出的反應(yīng)式(4)至(6)所示的蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)生含氫氣和二氧化碳的轉(zhuǎn)化氣。如前面所述，實(shí)際上不可能完全進(jìn)行反應(yīng)式(5)所示的一氧化碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)。因此所述轉(zhuǎn)化氣含有一定量的一氧化碳作為副產(chǎn)物。轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳的濃度取決于轉(zhuǎn)化器32中所用催化劑的類型、轉(zhuǎn)化器32的驅(qū)動溫度、和加入轉(zhuǎn)化器32中的單位體積催化劑的甲醇和水的流量。在此實(shí)施方案中，在轉(zhuǎn)化器32中使用Cu-Zn催化劑。
這里所用的Cu-Zn催化劑是通過已知的共沉淀法生產(chǎn)的金屬氧化物并制成直徑約3mm的片。轉(zhuǎn)化器32中充滿所述Cu-Zn催化劑片。由設(shè)置在轉(zhuǎn)化器32上游的蒸發(fā)器(未示出)使甲醇和水汽化，將甲醇和水的氣態(tài)混合物作為原燃料氣加入轉(zhuǎn)化器32。加入轉(zhuǎn)化器32中的原燃料氣暴露于Cu-Zn催化劑，在Cu-Zn催化劑上進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)。隨著轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)生氫氣和二氧化碳，富氫的轉(zhuǎn)化氣加入連接導(dǎo)管36。
轉(zhuǎn)化器32中進(jìn)行的轉(zhuǎn)化反應(yīng)總體上是吸熱的(反應(yīng)式(6)的反應(yīng))。因此轉(zhuǎn)化器32有未示出的燃燒裝置以得到該反應(yīng)所需熱量。燃燒裝置接收由甲醇罐12供應(yīng)的甲醇作為燃燒的燃料。調(diào)節(jié)加入燃燒裝置的甲醇量以使轉(zhuǎn)化器32的驅(qū)動溫度控制在220至300℃的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)化器32與控制器70相連，控制器調(diào)節(jié)供給燃燒裝置的甲醇量和供給轉(zhuǎn)化器32的甲醇和水量。
CO選擇氧化裝置34接收由轉(zhuǎn)化器32產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化氣和氣體氧化劑，使轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳優(yōu)先于氫氣氧化，從而使轉(zhuǎn)化氣變成一氧化碳濃度降低的氣態(tài)燃料。即CO選擇氧化裝置34在燃料轉(zhuǎn)化裝置30中起一氧化碳濃度降低裝置的作用。圖4中示意地說明CO選擇氧化裝置34的結(jié)構(gòu)。CO選擇氧化裝置34充滿前面所述的添加鋰的釕催化劑(即有鋰和釕負(fù)載于其上的氧化鋁球粒)作為一氧化碳選擇氧化催化劑。
轉(zhuǎn)化氣由轉(zhuǎn)化器32經(jīng)連接導(dǎo)管36加入CO選擇氧化裝置34時(shí)，轉(zhuǎn)化氣通過添加鋰的釕催化劑表面進(jìn)行一氧化碳選擇氧化反應(yīng)，以使轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳的濃度降低。一氧化碳濃度已降低的轉(zhuǎn)化氣從CO選擇氧化裝置34排出，作為氣態(tài)燃料加入燃料電池20中。通過降低加入CO選擇氧化裝置34的轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳的濃度得到的氣態(tài)燃料中所含一氧化碳的濃度取決于CO選擇氧化裝置34的驅(qū)動溫度、加入CO選擇氧化裝置34的轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度、和相對于每單位體積催化劑加入CO選擇氧化裝置34的轉(zhuǎn)化氣流量(空速)。
一氧化碳傳感器40設(shè)置在如上所述連接導(dǎo)管36中，測量經(jīng)連接導(dǎo)管36加入CO選擇氧化裝置34的轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度。一氧化碳傳感器40與控制器70相連，輸出關(guān)于轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度的信息給控制器70。
鼓風(fēng)機(jī)38將用于氧化一氧化碳的空氣加入如上所述的CO選擇氧化裝置34。鼓風(fēng)機(jī)38與控制器70相連，接收由控制器70輸出的驅(qū)動信號，將預(yù)定量的空氣加入CO選擇氧化裝置34。如上所述，控制器70接收來自一氧化碳傳感器40的關(guān)于加入CO選擇氧化裝置34的轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度的信息?？刂破?0基于此信息給鼓風(fēng)機(jī)38輸出驅(qū)動信號。從而鼓風(fēng)機(jī)38給CO選擇氧化裝置34供應(yīng)預(yù)定量的空氣，與加入CO選擇氧化裝置34的轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度相對應(yīng)。
以邏輯電路包括微機(jī)的形式構(gòu)造控制器70。具體地控制器70包括按預(yù)設(shè)控制程序執(zhí)行各種操作的CPU(中央處理器)72、預(yù)先儲存由CPU 72執(zhí)行的各種操作所需控制程序和控制數(shù)據(jù)的ROM(只讀存儲器)74、臨時(shí)讀寫由CPU 72執(zhí)行的各種操作所需各種數(shù)據(jù)的RAM(動態(tài)隨機(jī)存儲器)76、和接收由一氧化碳傳感器40輸出的檢測信號和根據(jù)CPU 72執(zhí)行的操作結(jié)果給轉(zhuǎn)化器32、CO選擇氧化裝置34、鼓風(fēng)機(jī)38、和一氧化碳傳感器40輸出驅(qū)動信號的輸入-輸出端口。
在如上結(jié)構(gòu)的燃料電池系統(tǒng)10中，所述CO選擇氧化裝置34包括添加鋰的釕催化劑，如上所述它起一氧化碳選擇氧化催化劑的作用。此配置能使由轉(zhuǎn)化器32加入的轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度充分地降低，使處理后的氣體能作為氣態(tài)燃料供給燃料電池20。檢驗(yàn)作為一氧化碳選擇氧化催化劑的添加鋰的釕催化劑的性能。關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)中常用作一氧化碳選擇氧化催化劑的釕催化劑和此實(shí)施方案的添加鋰的釕催化劑，圖5示出在不同溫度條件下所觀測到的降低富氫氣體中所含一氧化碳濃度的性能。
作為對比例的釕催化劑是這樣生產(chǎn)的進(jìn)行圖1的流程圖中所示添加鋰的釕催化劑的制備方法中步驟S140至S170的處理，僅使釕負(fù)載于氧化鋁球粒上。負(fù)載于氧化鋁球粒上的釕的量(負(fù)載釕的摩爾數(shù)/氧化鋁球粒的體積)為0.036mol/1。
圖5中所示各種一氧化碳選擇氧化催化劑的性能按以下方式檢驗(yàn)。使容積約10cm3的反應(yīng)容器充滿各催化劑，將有燃料電池系統(tǒng)10中由轉(zhuǎn)化器32加入CO選擇氧化裝置34的轉(zhuǎn)化氣的典型組成的典型氣體加入充滿催化劑的反應(yīng)容器。這里所用典型氣體是用60℃的鼓泡水使瓶裝氣體(干態(tài)組成為H2＝75％、CO2＝24.5％和CO＝0.5％)潤濕得到的。此潤濕過程使所述典型氣體的濕度調(diào)至與以水/甲醇摩爾比[H2O]/[CH3OH]＝2的甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)得到的轉(zhuǎn)化氣的溫度條件基本相同。使所述潤濕的典型氣體與用作一氧化碳的氧化劑的空氣混合，加入充滿催化劑的反應(yīng)容器。作為一氧化碳的氧化劑與所述典型氣體混合的空氣量調(diào)至氧氣與所述典型氣體中所含一氧化碳之摩爾比[O2]/[CO]＝3。將已潤濕并與空氣混合的典型氣體以800cm3/分鐘的流量加入所述充滿催化劑的反應(yīng)容器。
所述典型氣體加入分別充滿本實(shí)施方案的添加鋰的釕催化劑和對比例的釕催化劑的反應(yīng)容器。在各反應(yīng)容器中進(jìn)行一氧化碳的選擇氧化，由各反應(yīng)容器排出一氧化碳濃度已降低的轉(zhuǎn)化氣。各轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳的濃度通過氣相色譜法測量。所述檢驗(yàn)各催化劑降低一氧化碳濃度的性能的試驗(yàn)在100℃、140℃、和200℃的溫度條件下進(jìn)行。
如圖5所示，此實(shí)施方案的添加鋰的釕催化劑在100℃、140℃和200℃的任一溫度條件下均充分地降低所述富氫氣體中所含一氧化碳的濃度。對比例的已知釕催化劑在140℃和200℃的溫度條件下使一氧化碳濃度降至與添加鋰的釕催化劑相當(dāng)?shù)乃?。然而，在催化溫度等?00℃的情況下，所述釕催化劑的降低一氧化碳濃度的性能明顯比添加鋰的釕催化劑差。因此，此實(shí)施方案的添加鋰的釕催化劑使充分降低一氧化碳濃度的有效溫度范圍延伸至更低的溫度，能在100至200℃的更寬溫度范圍內(nèi)充分地降低富氫氣體中所含一氧化碳的濃度。
使用添加鋰的釕催化劑便于調(diào)節(jié)充滿所述添加鋰的釕催化劑的CO選擇氧化裝置34的內(nèi)部溫度，使總?cè)剂想姵叵到y(tǒng)10的結(jié)構(gòu)簡化。所述CO選擇氧化裝置34有向低溫延伸的更寬有效溫度范圍，在此有效溫度范圍內(nèi)使富氫氣體中所含一氧化碳濃度充分地降低。甚至當(dāng)CO選擇氧化裝置34出口附近的溫度調(diào)至低于現(xiàn)有技術(shù)的水平時(shí)，此實(shí)施方案的配置也能充分地降低富氫氣體中所含一氧化碳的濃度。這使從CO選擇氧化裝置34排出的氣態(tài)燃料的溫度更接近燃料電池20的驅(qū)動溫度。因而此配置簡化或者甚至省去了在氣態(tài)燃料由CO選擇氧化裝置34加入燃料電池20之前降低氣態(tài)燃料溫度的結(jié)構(gòu)。
該實(shí)施方案的添加鋰的釕催化劑象已知的釕催化劑一樣甚至在約200℃的高溫條件下仍有足夠的活性。因此由轉(zhuǎn)化器32排出的轉(zhuǎn)化氣可直接加入CO選擇氧化裝置34，經(jīng)歷一氧化碳選擇氧化反應(yīng)。轉(zhuǎn)化反應(yīng)一般在充滿Cu-Zn催化劑的轉(zhuǎn)化器32中在250至300℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。因而由轉(zhuǎn)化器32加入CO選擇氧化裝置34的轉(zhuǎn)化氣的溫度為約200℃。因此轉(zhuǎn)化氣可直接經(jīng)歷一氧化碳選擇氧化反應(yīng)。一氧化碳選擇氧化反應(yīng)是放熱的。因此優(yōu)選通過例如循環(huán)冷卻水降低CO選擇氧化裝置34的內(nèi)部溫度，使平均催化溫度不高于約200℃和出口附近的催化溫度為約100℃。這簡化了使轉(zhuǎn)化器32與CO選擇氧化裝置34相連和進(jìn)一步與燃料電池20相連的管線布置。
該實(shí)施方案的添加鋰的釕催化劑與已知的釕催化劑相比，有更寬的使富氫氣體中所含一氧化碳濃度充分降低的有效溫度范圍。這擴(kuò)大了CO選擇氧化裝置34中可允許的催化溫度范圍，因而便于CO選擇氧化裝置34中的溫度控制。CO選擇氧化裝置34中可允許的催化溫度范圍擴(kuò)大使CO選擇氧化裝置34甚至在與燃料電池20相連的負(fù)荷顯著變化時(shí)也能穩(wěn)定地降低一氧化碳的濃度。負(fù)荷的變化改變了加入CO選擇氧化裝置34的轉(zhuǎn)化氣量，并改變了在CO選擇氧化裝置34中進(jìn)行的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的熱值，從而改變CO選擇氧化裝置34的內(nèi)部溫度?？稍试S的催化溫度范圍擴(kuò)大理想地防止CO選擇氧化裝置34的變化的內(nèi)部溫度偏離使富氫氣體中所含一氧化碳濃度充分降低的有效溫度范圍，確保連續(xù)地產(chǎn)生有足夠低一氧化碳濃度的氣態(tài)燃料。
上述實(shí)施方案利用使釕和鋰都負(fù)載于氧化鋁球粒上得到的添加鋰的釕催化劑產(chǎn)生以上作用，從而與已知釕催化劑相比，使確保對于加速一氧化碳選擇氧化反應(yīng)有足夠活性的有效溫度范圍延伸至低溫。下面論述除釕之外有非鋰的第二元素且產(chǎn)生與添加鋰的釕催化劑等效作用的催化劑。
鉀(它是非鋰的堿金屬之一)、鋇(它是堿土金屬之一)、鎳和鋅用作所述第二元素，象鋰一樣改善釕催化劑加速一氧化碳選擇氧化反應(yīng)的活性。以下描述中，以與添加鋰的釕催化劑相同的方式，例如包括鉀作為第二元素的催化劑稱為添加鉀的釕催化劑。
按與圖1的流程中所示添加鋰的釕催化劑相同的步驟生產(chǎn)除釕之外還包括第二元素的催化劑。在添加鉀的釕催化劑情況下，圖1流程中步驟S110的工藝用乙酸鉀水溶液代替乙酸鋰水溶液，使鉀鹽吸附在氧化鋁球粒上。在添加鋇的釕催化劑情況下，圖1流程中步驟S110的工藝用乙酸鋇水溶液使鋇鹽吸附在氧化鋁球粒上。在添加鎳的釕催化劑情況下，該工藝使用硝酸鎳水溶液使鎳鹽吸附在氧化鋁球粒上。在添加鋅的釕催化劑情況下，該工藝使用硝酸鋅水溶液使鋅鹽吸附在氧化鋁球粒上。與上述添加鋰的釕催化劑一樣，在這些催化劑之任一中，所述第二元素以0.005mol/l(負(fù)載的第二元素摩爾數(shù)/氧化鋁球粒體積)比率負(fù)載于氧化鋁球粒上。釕以0.036mol/l(負(fù)載的釕摩爾數(shù)/氧化鋁球粒體積)的比率負(fù)載于氧化鋁球粒上。
圖5示出關(guān)于添加有非鋰的第二元素的釕催化劑的在不同溫度條件下降低富氫氣體中所含一氧化碳濃度的性能、以及上述添加鋰的釕催化劑的性能。試驗(yàn)在與添加鋰的釕催化劑所用的相同條件下進(jìn)行。如圖5中所示，與添加鋰的釕催化劑一樣，有非鋰的第二元素的釕催化劑在100℃、140℃和200℃之任一溫度條件下都充分地降低富氫氣體中所含一氧化碳濃度。與添加鋰的釕催化劑一樣，有非鋰的第二元素的釕催化劑使充分降低一氧化碳濃度的有效溫度范圍延伸至更低的溫度，能在100至200℃的更寬溫度范圍內(nèi)充分地降低富氫氣體中所含一氧化碳的濃度。
所述有第二元素的釕催化劑之任一用于燃料電池系統(tǒng)(其結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方案的燃料電池系統(tǒng)10相似)的CO選擇氧化裝置便于調(diào)節(jié)所述CO選擇氧化裝置的內(nèi)部溫度，并簡化整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。使用這些催化劑之任一時(shí)，使富氫氣體中所含一氧化碳濃度充分降低的有效溫度范圍延伸至更低的溫度。此配置可允許CO選擇氧化裝置出口附近的溫度調(diào)至比現(xiàn)有技術(shù)低的水平，使由CO選擇氧化裝置排出的氣態(tài)燃料的溫度更接近燃料電池的驅(qū)動溫度。此配置理想地簡化或者甚至省去了在氣態(tài)燃料由CO選擇氧化裝置供給燃料電池之前降低氣態(tài)燃料溫度的結(jié)構(gòu)。
與已知的釕催化劑和該實(shí)施方案的添加鋰的釕催化劑一樣，有所述第二元素的釕催化劑甚至在約200℃的高溫條件下也有足夠的活性。因此由轉(zhuǎn)化器排出的轉(zhuǎn)化氣可直接加入CO選擇氧化裝置，經(jīng)歷一氧化碳選擇氧化反應(yīng)。因此優(yōu)選通過例如循環(huán)冷卻水降低CO選擇氧化裝置的內(nèi)部溫度，使平均催化溫度不高于約200℃和出口附近的催化溫度為約100℃。這簡化了使轉(zhuǎn)化器與CO選擇氧化裝置相連和進(jìn)一步與燃料電池相連的管線布置。
與所述實(shí)施方案的添加鋰的釕催化劑一樣，有第二元素的釕催化劑與已知的釕催化劑相比，有更寬的使富氫氣體中所含一氧化碳濃度充分降低的有效溫度范圍。這擴(kuò)大了CO選擇氧化裝置中可允許的催化溫度范圍，因而便于CO選擇氧化裝置中的溫度控制。如前面所述，CO選擇氧化裝置中可允許的催化溫度范圍擴(kuò)大使CO選擇氧化裝置甚至在與燃料電池相連的負(fù)荷顯著變化時(shí)也能穩(wěn)定地降低一氧化碳的濃度。
以上實(shí)施例中，分別用乙酸鉀、乙酸鋇、硝酸鎳和硝酸鋅生產(chǎn)添加鉀的釕催化劑、添加鋇的釕催化劑、添加鎳的釕催化劑和添加鋅的釕催化劑。但適當(dāng)?shù)剡x自硝酸鹽、乙酸鹽、氯化物和硫化物的其它化合物也可用于所述制備。用于使釕負(fù)載于載體上的物質(zhì)不限于氯化釕，也可使用用于制備所述添加鋰的釕催化劑的其它釕化合物。
本發(fā)明申請人已提出鉑-釕合金催化劑作為有除釕之外的第二元素并加速一氧化碳選擇氧化反應(yīng)的催化劑(JP-A-9-30802)。所提出的鉑-釕合金催化劑與已知的釕催化劑(不含第二元素)相比也顯著改善加速一氧化碳選擇氧化反應(yīng)的活性。如后面所述，有鋰或上述第二元素之任一的釕催化劑比所提出的鉑一釕合金催化劑的效果更好。在一氧化碳選擇氧化反應(yīng)過程中進(jìn)行所述逆向轉(zhuǎn)移反應(yīng)，可能影響轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度的充分降低。與已知的釕催化劑一樣，有鋰或上述第二元素之任一的釕催化劑具有使甲烷化作用加速的活性，甲烷化作用使所述逆向轉(zhuǎn)移反應(yīng)中所產(chǎn)生的一氧化碳變成甲烷，從而充分地降低轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度。一氧化碳的甲烷化作用表示為(9)所述釕催化劑本來具有使反應(yīng)式(9)所示一氧化碳的甲烷化作用加速的活性。向所述釕催化劑中添加鋰或上述第二元素之任一未明顯地降低此加速甲烷化作用的活性。由于所述逆向轉(zhuǎn)移反應(yīng)是吸熱的，特別是在CO選擇氧化裝置中所用催化劑的高溫范圍中加速反應(yīng)式(9)所示甲烷化作用的效果是顯著的。另一方面，所提出的象已知的釕催化劑一樣有加速甲烷化作用活性的鉑-釕合金催化劑進(jìn)一步活化了所述逆向轉(zhuǎn)移反應(yīng)，這可影響通過甲烷化作用進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度。有鋰或上述第二元素之任一的釕催化劑使甲烷化作用加速足以消耗所述逆向轉(zhuǎn)移反應(yīng)過程中產(chǎn)生的一氧化碳，比所提出的鉑-釕合金催化劑更有效地降低轉(zhuǎn)化氣中所含一氧化碳濃度。本發(fā)明中所用鋰和其它第二元素不如鉑貴，因而與所提出的鉑-釕合金催化劑的生產(chǎn)成本相比，降低了一氧化碳選擇氧化催化劑的生產(chǎn)成本。
在上述實(shí)施方案中，與釕一起加入的鋰或其它第二元素以0.005mol/l的比率負(fù)載于氧化鋁球粒上，釕以0.036mol/l的比率負(fù)載。然而，所述第二元素和釕的負(fù)載量不限于這些值。即可適當(dāng)?shù)馗淖兯龅诙嘏c釕之摩爾比，在上述實(shí)施方案中它等于0.14。第二元素的含量過高導(dǎo)致以顆粒形式存在于載體上的釕表面被第二元素覆蓋，而使釕的比表面下降。這不希望地降低了包含一氧化碳選擇氧化催化劑的CO選擇氧化裝置的能力，即充分地降低富氫氣體進(jìn)料中所含一氧化碳濃度的最大空速。第二元素與釕之摩爾比可設(shè)置為大于0.14的值，只要足以確保降低加入CO選擇氧化裝置的富氫氣體中一氧化碳濃度的能力。另一方面，第二元素的含量過低可導(dǎo)致加速一氧化碳選擇氧化反應(yīng)的活性改善不夠。第二元素與釕之摩爾比可設(shè)置為小于0.14的值，只要所述第二元素均勻地分散在釕顆粒附近并充分地發(fā)揮其作用。在催化劑生產(chǎn)過程中通過改變含第二元素的鹽的水溶液與氧化鋁球粒之重量比和通過改變釕鹽水溶液與氧化鋁球粒之重量比適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)第二元素與釕之摩爾比(即第二元素和釕的負(fù)載量)。
上述實(shí)施方案的技術(shù)先使第二元素負(fù)載于氧化鋁球粒上，再使釕負(fù)載于氧化鋁球粒上。除非第二元素覆蓋釕表面并降低釕的比表面而造成上述問題，第二元素可在負(fù)載釕之后負(fù)載于氧化鋁球粒上。或者可使釕和第二元素同時(shí)負(fù)載于氧化鋁球粒上。
在生產(chǎn)該實(shí)施方案的各一氧化碳選擇氧化催化劑的過程中可將釕和第二元素熔成合金。釕和第二元素的合金使釕和第二元素在顯微尺寸下相互更近。因此預(yù)計(jì)進(jìn)一步活化釕和第二元素之間的相互作用起一氧化碳選擇氧化催化劑的作用。
有第二元素的釕催化劑可通過除該實(shí)施方案中所述生產(chǎn)方法之外的任何方法生產(chǎn)，只要所得催化劑可有足夠的催化活性。一種改變的方法代替使第二元素負(fù)載于氧化鋁球粒上，而在氧化鋁球粒的制造過程中加入第二元素。任何方法均適用，只要在所得催化劑中第二元素存在于釕附近以確保加速一氧化碳選擇氧化反應(yīng)的活性得到改善。
代替氧化鋁球料，可用蜂窩體作為載體。在此情況下，將由上述實(shí)施方案的方法生產(chǎn)的催化劑(即使釕和第二元素負(fù)載于氧化鋁球粒上所到的催化劑)研磨和涂布在金屬蜂窩上。另一應(yīng)用是用氧化鋁涂布蜂窩體，以與上述實(shí)施方案的技術(shù)相同的方式使釕和第二元素負(fù)載于涂有氧化鋁的蜂窩上。這些應(yīng)用得到載有催化劑的蜂窩體。
上述實(shí)施方案的技術(shù)用氧化鋁作為有加速一氧化碳選擇氧化反應(yīng)活性的金屬催化劑的載體。但也可使用其它任何載體，只要它們能使釕和上述第二元素之任一負(fù)載于其上，確保有足夠的加速一氧化碳選擇氧化反應(yīng)的活性。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案或其修改，在不背離本發(fā)明主要特征的范圍或精神下可有許多其它的修改、變化和改變。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的一氧化碳濃度降低設(shè)備、降低一氧化碳濃度的方法和一氧化碳選擇氧化催化劑在將富氫氣體供給燃料電池的氣態(tài)燃料供應(yīng)體系中是有效的，例如用于利用燃料電池作為驅(qū)動能源的電車。
權(quán)利要求
1.一氧化碳濃度降低設(shè)備，使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳的濃度，所述設(shè)備包括加入富氫氣體的富氫氣體供應(yīng)裝置；加入用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑的氣體氧化劑供應(yīng)裝置；和一氧化碳選擇氧化裝置，所述裝置包含一氧化碳選擇氧化催化劑，接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速且有釕作為主要組分，所述一氧化碳選擇氧化催化劑還包括一種堿金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
2.權(quán)利要求1的一氧化碳濃度降低設(shè)備，其中所述堿金屬是鋰和鉀之一。
3.一氧化碳濃度降低設(shè)備，使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳的濃度，所述設(shè)備包括加入富氫氣體的富氫氣體供應(yīng)裝置；加入用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑的氣體氧化劑供應(yīng)裝置；和一氧化碳選擇氧化裝置，所述裝置包含一氧化碳選擇氧化催化劑，接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速且有釕作為主要組分，所述一氧化碳選擇氧化催化劑還包括一種堿土金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
4.權(quán)利要求3的一氧化碳濃度降低設(shè)備，其中所述堿土金屬是鋇。
5.一氧化碳濃度降低設(shè)備，使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳的濃度，所述設(shè)備包括加入富氫氣體的富氫氣體供應(yīng)裝置；加入用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑的氣體氧化劑供應(yīng)裝置；和一氧化碳選擇氧化裝置，所述裝置包含一氧化碳選擇氧化催化劑，接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速且有釕作為主要組分，所述一氧化碳選擇氧化催化劑還包括鎳。
6.一氧化碳濃度降低設(shè)備，使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳的濃度，所述設(shè)備包括加入富氫氣體的富氫氣體供應(yīng)裝置；加入用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑的氣體氧化劑供應(yīng)裝置；和一氧化碳選擇氧化裝置，所述裝置包含一氧化碳選擇氧化催化劑，接收由所述富氫氣體供應(yīng)裝置加入的富氫氣體和由所述氣體氧化劑供應(yīng)裝置加入的氣體氧化劑，并通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)選擇性地氧化所述富氫氣體中所含的一氧化碳，所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速且有釕作為主要組分，所述一氧化碳選擇氧化催化劑還包括鋅。
7.使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳濃度的方法，所述方法包括以下步驟使所述富氫氣體與用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑混合；和利用一氧化碳選擇氧化催化劑通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)使已與所述氣體氧化劑混合的所述富氫氣體中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，有釕作為主要組分，且還包括一種堿金屬，它擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述堿金屬是鋰和鉀之一。
9.使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳濃度的方法，所述方法包括以下步驟使所述富氫氣體與用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑混合；和利用一氧化碳選擇氧化催化劑通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)使已與所述氣體氧化劑混合的所述富氫氣體中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，有釕作為主要組分，且還包括一種堿土金屬，它擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述堿土金屬是鋇。
11.使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳濃度的方法，所述方法包括以下步驟使所述富氫氣體與用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑混合；和利用一氧化碳選擇氧化催化劑通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)使已與所述氣體氧化劑混合的所述富氫氣體中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，有釕作為主要組分，且還包括鎳。
12.使富氫氣體中所含一氧化碳氧化從而降低一氧化碳濃度的方法，所述方法包括以下步驟使所述富氫氣體與用于氧化一氧化碳的含氧氣體氧化劑混合；和利用一氧化碳選擇氧化催化劑通過用于選擇性地氧化一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)使已與所述氣體氧化劑混合的所述富氫氣體中所含的一氧化碳氧化，其中所述一氧化碳選擇氧化催化劑使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，有釕作為主要組分，且還包括鋅。
13.一氧化碳選擇氧化催化劑，它使選擇性地氧化富氫氣體中所含一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，所述一氧化碳選擇氧化催化劑有負(fù)載于預(yù)定載體上的釕作為主要組分，還包括一種堿金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
14.權(quán)利要求13的一氧化碳選擇氧化催化劑，其中所述堿金屬以單質(zhì)形式負(fù)載于預(yù)定載體上。
15.權(quán)利要求13的一氧化碳選擇氧化催化劑，其中所述堿金屬和釕以合金形式負(fù)載于預(yù)定載體上。
16.權(quán)利要求13的一氧化碳選擇氧化催化劑，其中所述堿金屬是鋰和鉀之一。
17.一氧化碳選擇氧化催化劑，它使選擇性地氧化富氫氣體中所含一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，所述一氧化碳選擇氧化催化劑有負(fù)載于預(yù)定載體上的釕作為主要組分，還包括一種堿土金屬，它與釕組合擴(kuò)大使所述一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速的有效溫度范圍。
18.權(quán)利要求17的一氧化碳選擇氧化催化劑，其中所述堿土金屬以單質(zhì)形式負(fù)載于預(yù)定載體上。
19.權(quán)利要求17的一氧化碳選擇氧化催化劑，其中所述堿土金屬和釕以合金形式負(fù)載于預(yù)定載體上。
20.權(quán)利要求17的一氧化碳選擇氧化催化劑，其中所述堿土金屬是鋇。
21.一氧化碳選擇氧化催化劑，它使選擇性地氧化富氫氣體中所含一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，所述一氧化碳選擇氧化催化劑有負(fù)載于預(yù)定載體上的釕作為主要組分，還包括鎳。
22.一氧化碳選擇氧化催化劑，它使選擇性地氧化富氫氣體中所含一氧化碳的一氧化碳選擇氧化反應(yīng)加速，所述一氧化碳選擇氧化催化劑有負(fù)載于預(yù)定載體上的釕作為主要組分，還包括鋅。
全文摘要
用于降低作為燃料汽加入燃料電池的富氫氣體中一氧化碳濃度的構(gòu)造,為滿足用于降低一氧化碳濃度的一氧化碳選擇氧化的需要,應(yīng)在更寬的溫度范圍內(nèi)保持令人滿意的高活性。用于降低加入燃料電池(20)的富氫氣體中一氧化碳濃度的CO選擇氧化區(qū)(34)配有用于選擇氧化一氧化碳的催化劑,包含釕作為主要組分,還包含第二元素如鋰。此構(gòu)造能在CO選擇氧化區(qū)(34)中在更寬的溫度范圍內(nèi)使一氧化碳選擇氧化的活性保持在令人滿意的高水平。
文檔編號B01J23/58GK1271330SQ98809466
公開日2000年10月25日 申請日期1998年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月26日
發(fā)明者青山智 申請人:豐田自動車株式會社