Aqueous phase reforming (APR) is un

Aqueous phase reforming (APR) is under development to
process oxygenated hydrocarbons or carbohydrates to produce
hydrogen [2,68,82–97]. These reactors often operate at pressures
up to 25–30 MPa and temperatures ranging from 220 to 270 8C.
The reforming reactions are rather complex (see the reaction
pathways for hydrogen production from oxygenated hydrocarbons
in Fig. 4a), but can be summarized to follow the reaction pathways
in Eq. (1) for reforming followed by Eq. (10) for the WGS [86]. Most
research to date has been focused on supported Group VIII
catalysts, with Pt-containing catalysts having the highest activity.
Even though they have lower activity, nickel based catalysts have
been evaluated due to nickel’s low cost [86]. The advantages of APR
reactors include elimination of the need to vaporize water and
feedstock which eliminates a system component and also enables
fuels that cannot be vaporized such as glucose to be processed
without first degrading them. APR occurs at low temperatures
which favors WGS to increase the hydrogen yield while suppressing
CO. Thus the reforming and WGS occur in a single step
eliminating multiple reactors (Fig. 4b) [2]. The advocates of this
technology claim that this technology is more amiable to
efficiently and selectively converting biomass feedstocks to
hydrogen. Aqueous feed concentrations of 10–60% were reported
for glucose and glycols [98,99]. Catalyst selection is important to
avoid methanation, which is thermodynamically favorable, along
with Fischer Tropsch products such as propane, butane, and
hexane [2,88,89]. Rozmiarek [99] reported an aqueous phase
reformer-based process that achieved >55% efficiency1 with a feed
composed of 60% glucose in water. However, the catalyst was not
stable during long-term tests (200 days on stream) [99]. Finally,
due to moderate space time yields, these reactors tend to be
somewhat large. However, this may be improved through the use
of microreactor technology [36]. Improving catalyst activity and
durability is an area where significant progress can be made.
2.6. Ammonia reforming
Ammonia reforming has been proposed primarily for use with
fuel cells for portable power applications [36,100–106]. It is an
inexpensive fuel that, due to its use in fertilizer production, has an
extensive distribution system including thousands of miles of
pipeline [107]. Pure ammonia has an energy density of 8.9 kWh/kg,
which is higher than methanol (6.2 kWh/kg), but less than diesel or
JP-8 (13.2 kWh/kg) [106]. Proponents quickly point out that
ammonia’s strong odor makes leak detection simple, reducing
some of the risk [103]. Another challenge is that PEM fuel cells
require ammonia levels to be reduced below ppb levels to ensure
long life, since exposure of ammonia to the acidic PEM electrolyte
causes severe and irreversible loss in performance. The losses are
cumulative since the ammonia will build up in the electrolyte
[108]. However, for SOFC, ammonia can be fed directly to the fuel
cell without any reforming [103,105].
Ammonia cracking is endothermic and is regarded as the
reverse of the synthesis reaction. In industry, ammonia synthesis
occurs at approximately 500 8C and 250 atm, and its synthesis is
represented by the following reaction [103]:
N2ðgÞ þ 3H2ðgÞ ¼ 2NH3ðgÞ DH¼ 92:4 kJ mol1 (16)
Typical catalysts used in both ammonia synthesis and cracking
include iron oxide, molybdenum, ruthenium, and nickel. Ammonia
cracking operates at temperatures around 800–900 8C, and unlike
ammonia synthesis, low pressures are preferred [102,103]. The
Fig. 4. (A) Reaction pathways for aqueous reforming of oxygenated hydrocarbons. (B) Summary of thermodynamic and kinetic considerations for aqueous phase reforming
(Copyright Elsevier [2]).
1 Efficiency = lower heating value of hydrogen produced divided by the lower
heating value of the feedstock. This includes gas clean-up using a pressure swing
absorption system

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

อควีระยะฟื้นฟู (APR) อยู่ภายใต้การพัฒนา
oxygenated ไฮโดรคาร์บอนหรือคาร์โบไฮเดรตผลิต
ไฮโดรเจน [2,68,82-97] เตาปฏิกรณ์เหล่านี้มักจะทำงานที่ความดัน
ถึง 25-30 แรงและอุณหภูมิตั้งแต่ 220 270 8C.
ปฏิกิริยาปฏิรูปค่อนข้างซับซ้อน (ดูปฏิกิริยา
หลักสำหรับการผลิตไฮโดรเจนจากสารไฮโดรคาร์บอน oxygenated
ใน Fig. 4a), แต่สามารถสรุปตามหลักปฏิกิริยา
ใน Eq. (1) การปฏิรูปตาม Eq. (10) สำหรับ WGS [86] สุด
วิจัยวันที่มีการมุ่งกลุ่มสนับสนุน VIII
สิ่งที่ส่งเสริม กับ Pt ที่ประกอบด้วยสิ่งที่ส่งเสริมมีการสูงที่สุดจากกิจกรรมการ
ถึงแม้ว่าพวกเขามีกิจกรรมด้านล่าง นิกเกิลตามสิ่งที่ส่งเสริมมี
การประเมินเนื่องจากต้นทุนต่ำของนิกเกิล [86] ข้อดีของ APR
เตาปฏิกรณ์รวมกำจัดต้อง vaporize น้ำ และ
วัตถุดิบที่เอาคอมโพเนนต์ระบบ และยัง ช่วยให้
เชื้อที่ไม่ระเหยเช่นกลูโคสที่จะประมวลผล
โดยแรกลดให้ APR เกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ
หอมที่ WGS ไฮโดรเจนที่เพิ่มผลผลิตในขณะที่เมื่อ
CO ดังนั้น การปฏิรูป และ WGS เกิดขึ้นในขั้นตอนเดียว
ตัดเตาปฏิกรณ์หลาย (Fig. 4b) [2] สนับสนุนนี้
เทคโนโลยีอ้างว่า เทคโนโลยีนี้น่าขึ้นไป
ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเลือกแปลงวมวลชีวมวลเพื่อ
ไฮโดรเจน มีรายงานความเข้มข้นอาหารอควี 10 – 60%
กลูโคสและ glycols [98,99] เลือกเศษจะต้อง
methanation ซึ่งเป็นอัน thermodynamically ตามหลีกเลี่ยง
ผลิตภัณฑ์ Tropsch ตื่นเช่นแก๊ส นำ และ
โพลี [2,88,89] Rozmiarek [99] รายงานเป็นระยะอควี
กระบวนการโดยนักปฏิรูปที่สำเร็จ > efficiency1 55% มีเนื้อหาสรุป
ประกอบด้วยกลูโคส 60% ในน้ำ อย่างไรก็ตาม เศษไม่ใช่
เสถียรภาพในระหว่างการทดสอบระยะยาว (วันที่ 200 ในกระแสข้อมูล) [99] สุดท้าย,
เนื่องจากผลผลิตปานกลางพื้นที่เวลา เตาปฏิกรณ์เหล่านี้มักจะ เป็น
ขนาดค่อนข้างใหญ่ อย่างไรก็ตาม นี้อาจปรับปรุงได้ผ่านการใช้
microreactor เทคโนโลยี [36] ปรับปรุงกิจกรรมเศษ และ
ความทนทานเป็นพื้นที่ที่สามารถทำความคืบหน้าที่สำคัญ
2.6 แอมโมเนียปฏิรูป
แอมโมเนียปฏิรูปได้รับการเสนอชื่อสำหรับใช้กับ
เซลล์เชื้อเพลิงสำหรับการใช้งานไฟฟ้าแบบพกพา [36,100-106] เป็นการ
น้ำมันราคาไม่แพงที่ เนื่องจากการใช้ในการผลิตปุ๋ย การ
ระบบกระจายกว้างขวางหลายพันไมล์ของ
ไปป์ไลน์ [107] แอมโมเนียบริสุทธิ์มีความหนาแน่นการพลังงานของ 8.9 ไม่กิโลกรัม,
ซึ่งจะสูงกว่าเมทานอล (6.2 ไม่/kg), แต่น้อยกว่าดีเซล หรือ
JP-8 (13.2 ไม่/kg) [106] Proponents รวดเร็วชี้ให้เห็นว่า
กลิ่นแรงของแอมโมเนียทำให้ตรวจจับการรั่วไหลแบบง่าย ลด
[103] ความเสี่ยงบางอย่าง ความท้าทายอีกคือ PEM ที่เซลล์เชื้อเพลิง
ต้องการระดับแอมโมเนียจะลดลงต่ำกว่าระดับ ppb ให้
ชีวิตยาว ตั้งแต่สัมผัสแอมโมเนียกับอิเล็กโทร PEM เปรี้ยว
ทำให้ขาดทุนอย่างรุนแรง และให้ประสิทธิภาพการทำงาน มีการสูญเสีย
สะสมเนื่องจากแอมโมเนียจะสร้างขึ้นในอิเล็กโทรไล
[108] อย่างไรก็ตาม สำหรับ SOFC แอมโมเนียสามารถเป็นอาหารกับเชื้อเพลิงโดยตรง
เซลล์ โดยไม่มีการปฏิรูป [103,105] .
ถอดแอมโมเนียจะดูดความร้อน และถือเป็นการ
ย้อนกลับของปฏิกิริยาการสังเคราะห์ ในอุตสาหกรรม การสังเคราะห์แอมโมเนีย
เกิดที่ประมาณ 250 และ 500 8C atm และการสังเคราะห์ของ
แสดงปฏิกิริยาต่อไปนี้ [103]:
N2ðgÞ þ 3H2ðgÞ ¼ 2NH3ðgÞ DH¼ 92:4 ลโมล 1 (16)
สิ่งที่ส่งเสริมทั่วไปใช้ในการสังเคราะห์แอมโมเนียและถอด
ประกอบ ด้วยเหล็กออกไซด์ โมลิบดีนัม รูทีเนียม นิกเกิล แอมโมเนีย
ถอดทำงานที่อุณหภูมิรอบ 800 – 900 8 C และเท่า
การสังเคราะห์แอมโมเนีย ความดันต่ำจะต้อง [102,103] ใน
Fig. 4 (A) มนต์ปฏิกิริยาการปฏิรูปไฮโดรคาร์บอน oxygenated อควี (ข) สรุปการพิจารณาทางอุณหพลศาสตร์ และเคลื่อนไหวในการปฏิรูประยะอควี
(Elsevier ลิขสิทธิ์ [2]) .
ประสิทธิภาพ 1 =ความร้อนค่าต่ำของไฮโดรเจนที่ผลิตหาร ด้วยล่าง
ความร้อนค่าวัตถุดิบ ซึ่งรวมถึงก๊าซล้างโดยใช้ความดันสวิง
ระบบดูดซึม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ระยะจากสารละลาย ( เม.ย. ) อยู่ภายใต้การพัฒนาเพื่อ
กระบวนการออกซิเจนไฮโดรคาร์บอนหรือคาร์โบไฮเดรตเพื่อผลิตไฮโดรเจน 2,68,82 )
[ 97 ] เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้มักจะใช้งานที่แรงดัน
ถึง 25 – 30 เมกะปาสคาล อุณหภูมิตั้งแต่ 220 ถึง 270 8C .
ปฏิรูปปฏิกิริยาที่ค่อนข้างซับซ้อน ( ดูแนวทางสำหรับการผลิตไฮโดรเจนจากปฏิกิริยา

ในรูปของไฮโดรคาร์บอนออกซิเจน 4A )แต่สามารถสรุปได้ตามการเปลี่ยนแปลงในอีคิว
( 1 ) การปฏิรูปตามด้วยอีคิว ( 10 ) สำหรับ wgs [ 86 ] งานวิจัยส่วนใหญ่
วันที่ได้รับการมุ่งเน้นการสนับสนุนตัวเร่งปฏิกิริยา 8
1 , PT ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีกิจกรรมสูงสุด
ถึงแม้ว่าพวกเขาจะมีกิจกรรมลดลง ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลโดยมี
รับการประเมินเนื่องจากนิกเกิลต่ำต้นทุน [ 86 ] ข้อดีของเม.ย.
เครื่องปฏิกรณ์ รวมถึงการต้องไอน้ำและวัตถุดิบซึ่งขจัดระบบ

คอมโพเนนต์ และยังช่วยให้เชื้อเพลิงที่ไม่สามารถระเหย เช่น กลูโคสจะถูกประมวลผล
โดยไม่ย่อยสลายพวกเขา เม.ย. เกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ
ที่โปรดปราน wgs เพื่อเพิ่มผลผลิตในขณะที่ไฮโดรเจนจึงปฏิรูปและปราบปราม
.
wgs เกิดขึ้นในขั้นตอนเดียวการขจัดถังหลาย ( ภาพ 4B ) [ 2 ] ที่สนับสนุนเทคโนโลยีนี้
อ้างว่าเทคโนโลยีนี้คือ เพิ่มเติมนะคะ

และเลือกวัตถุดิบชีวมวลอย่างมีประสิทธิภาพการแปลง

ไฮโดรเจน ความเข้มข้นของสารละลายป้อน 10 – 60 % มีรายงาน
กลูโคสและไกลคอล [ 98,99 ] การเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาที่สำคัญ

หลีกเลี่ยง methanation ซึ่งเป็นมงคล thermodynamically
, ตามฟิชเชอร์ tropsch ผลิตภัณฑ์ เช่น โพรเพน บิวเทน และเฮกเซน 2,88,89
[ ] rozmiarek [ 99 ] รายงานผู้ปรับปรุงเฟสตามกระบวนการที่ได้ >
สารละลาย 55% efficiency1 กับฟีด
ประกอบด้วยกลูโคส 60 % ในน้ำ แต่เร่งไม่ได้
มั่นคงในระหว่างการทดสอบระยะยาว ( 200 วันในลำธาร ) [ 99 ] ในที่สุด
เนื่องจากผลผลิตเวลาพื้นที่ปานกลาง เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะ
ค่อนข้างใหญ่ อย่างไรก็ตามนี้อาจจะเพิ่มขึ้นผ่านการใช้เทคโนโลยี microreactor
[ 36 ] การปรับปรุงกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยา
ความทนทานเป็นพื้นที่ที่สามารถทำให้ความคืบหน้าอย่างมีนัยสำคัญ .
2.6 แอมโมเนียแอมโมเนียปฏิรูปได้เสนอการปฏิรูป

เป็นหลักสำหรับใช้กับเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับ Portable Power 36100 –การใช้งาน [ 106 ] มันเป็น
ไม่แพงเชื้อเพลิงนั้น เนื่องจากการใช้งานในการผลิตปุ๋ย มี
ระบบการกระจายอย่างกว้างขวางรวมถึงหลายพันไมล์ของ
ท่อ [ 107 ] แอมโมเนียบริสุทธิ์มีความหนาแน่นพลังงานของ 8.9 กิโลวัตต์ / kg
ซึ่งสูงกว่าเมทิลแอลกอฮอล์ ( 6.2 kWh / กก ) แต่น้อยกว่าดีเซลหรือ
jp-8 ( 13.2 kWh / กิโลกรัม ) [ 106 ] ผู้เสนออย่างรวดเร็วชี้ให้เห็นว่า
กลิ่นแรงทำให้ตรวจจับการรั่วไหลของก๊าซแอมโมเนียง่ายลด
บางส่วนของความเสี่ยง [ 103 ] ความท้าทายอีกประการหนึ่งคือ เซลล์เชื้อเพลิง pem
ต้องการระดับแอมโมเนียจะถูกลดระดับเพื่อให้แน่ใจว่าด้านล่าง ppb
ชีวิตยาวเนื่องจากการสัมผัสแอมโมเนียกับกรดแบบอิเล็กโทร
สาเหตุที่รุนแรงและได้สูญเสียงาน เสียหาย
สะสมตั้งแต่แอมโมเนียจะสร้างขึ้นในอิเล็กโทรไลต์
[ 108 ] อย่างไรก็ตาม ชนิดแอมโมเนียสามารถป้อนได้โดยตรงโดยไม่ต้องปฏิรูปเซลล์เชื้อเพลิง
[ ]
103105 .แอมโมเนียถอดคือดูดและถือเป็น
ย้อนกลับของการสังเคราะห์ปฏิกิริยา ในอุตสาหกรรมการสังเคราะห์แอมโมเนีย
เกิดขึ้นประมาณ 500 8C และ 250 ATM และการสังเคราะห์คือ
แสดงโดยต่อไปนี้ปฏิกิริยา [ 103 ] :
2 ðกรัมÞþ 3h2 ðกรัมÞ¼ 2nh3 ðกรัมÞ DH ¼  92:4 kJ mol  1 ( 16 )
ตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วไปที่ใช้ในการสังเคราะห์แอมโมเนีย แตก
รวมเหล็กออกไซด์โมลิบดีนัม ตั้งใจจริง และนิกเกิลแอมโมเนีย
แตกทํางานที่อุณหภูมิประมาณ 800 - 900 8C และแตกต่างจากการสังเคราะห์แอมโมเนีย
2 ต่ำที่ต้องการ [ 102103 ]
รูปที่ 4 ( ก ) การเปลี่ยนแปลงการปฏิรูปของออกซิเจนสารละลายไฮโดรคาร์บอน . ( ข ) สรุปผลการพิจารณาอุณหพลศาสตร์และจลนศาสตร์ระยะการปฏิรูป ( ลิขสิทธิ์จากสารละลาย

[ 2 ] )1 ประสิทธิภาพ = ค่าความร้อนต่ำของไฮโดรเจนที่ผลิตโดยแบ่งออกล่าง
ค่าความร้อนของวัตถุดิบ ซึ่งรวมถึงการทำความสะอาดก๊าซโดยใช้แรงดันสวิง
ระบบการดูดซึม