BackgroundMicrochemical reactors ta

Background
Microchemical reactors take advantage of dramatically reduced heat- and mass-transfer limitations, which are
minimized at the micron scale. By physically reducing the characteristic path lengths for these processes, extremely 2 high transport rates are realized. This results in highly efficient, ultra-compact systems that exhibit performances superior to conventional systems, with one to two orders of magnitude reductions in hardware volume and/or weight (Tonkovich 1998, 1999). Thus, microchemical systems (comprising microreactors and microthermal units) find applications in advanced transportation power systems, portable or local power generation, as well as defense and space applications. One such application is the generation of hydrogen gas from hydrocarbon fuels, for use in polymer electrode membrane (PEM) fuel-cell power systems (Tonkovich 1998). This type of power system is currently considered the most promising option for electric-powered vehicles, and nearly every major automobile manufacturer is currently conducting extensive research and testing of these systems. Components of this type of systems have been successfully developed and tested at Pacific Northwest National Laboratory, where an integrated automotive fuel vaporizer and hydrogen combustor has been demonstrated (Tonkovich 1999). For a catalytic process to be successfully used in a microchemical reactor, the reaction must exhibit intrinsically rapid kinetics that is detectable at very short residence times. Thus, the first step in evaluating a process for use in a microchemical system is to conduct catalytic experiments using millisecond residence times. The ultimate goal of this initial experimentation is to identify possible novel catalysts that are more active than conventional commercial catalysts. Because of the reduced resistances to heat and mass transfer, microreactors can realize the full activity of such catalysts, where conventional systems cannot.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

พื้นหลังเตาปฏิกรณ์ microchemical ประโยชน์ข้อจำกัดอย่างมากลดความร้อน - และมวลโอน ซึ่งเป็นminimized at the micron scale. By physically reducing the characteristic path lengths for these processes, extremely 2 high transport rates are realized. This results in highly efficient, ultra-compact systems that exhibit performances superior to conventional systems, with one to two orders of magnitude reductions in hardware volume and/or weight (Tonkovich 1998, 1999). Thus, microchemical systems (comprising microreactors and microthermal units) find applications in advanced transportation power systems, portable or local power generation, as well as defense and space applications. One such application is the generation of hydrogen gas from hydrocarbon fuels, for use in polymer electrode membrane (PEM) fuel-cell power systems (Tonkovich 1998). This type of power system is currently considered the most promising option for electric-powered vehicles, and nearly every major automobile manufacturer is currently conducting extensive research and testing of these systems. Components of this type of systems have been successfully developed and tested at Pacific Northwest National Laboratory, where an integrated automotive fuel vaporizer and hydrogen combustor has been demonstrated (Tonkovich 1999). For a catalytic process to be successfully used in a microchemical reactor, the reaction must exhibit intrinsically rapid kinetics that is detectable at very short residence times. Thus, the first step in evaluating a process for use in a microchemical system is to conduct catalytic experiments using millisecond residence times. The ultimate goal of this initial experimentation is to identify possible novel catalysts that are more active than conventional commercial catalysts. Because of the reduced resistances to heat and mass transfer, microreactors can realize the full activity of such catalysts, where conventional systems cannot.

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

พื้นหลัง
microchemical เครื่องปฏิกรณ์ใช้ประโยชน์จากความร้อนลดลงอย่างมาก และข้อจำกัดของการถ่ายโอนมวล ซึ่ง
ลดที่ไมครอนขนาด โดยทางร่างกายการลดเส้นทางลักษณะความยาวสำหรับกระบวนการเหล่านี้ มาก 2 อัตราการขนส่งสูงจริง ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพสูง ขนาดกะทัดรัดระบบอัลตร้า แสดงสมรรถนะที่เหนือกว่าระบบเดิมกับหนึ่งอันดับของขนาด ( หมวดอุปกรณ์และ / หรือน้ำหนักสอง ( tonkovich 1998 , 1999 ) ดังนั้น ระบบ microchemical ( ประกอบด้วย microreactors microthermal และหน่วย ) พบการประยุกต์ใช้ในระบบพลังงานการขนส่งขั้นสูงแบบพกพา หรือ ท้องถิ่น สร้างพลังงาน ตลอดจนการป้องกันและการประยุกต์ใช้พื้นที่โปรแกรมนี้เป็นรุ่นของก๊าซไฮโดรเจนจากเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน สำหรับใช้ในเมมเบรนพอลิเมอร์อิเลคโทรด ( PEM ) ระบบพลังงานเซลล์เชื้อเพลิง ( tonkovich 1998 ) ระบบพลังงานชนิดนี้กำลังพิจารณาตัวเลือกที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับยานพาหนะขับเคลื่อนไฟฟ้า และเกือบทุกผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่อยู่ในขณะนี้การดำเนินการวิจัยอย่างละเอียดและการทดสอบของระบบเหล่านี้ส่วนประกอบของระบบประเภทนี้ได้พัฒนาเสร็จเรียบร้อยแล้ว และทดสอบที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือที่บูรณาการ vaporizer น้ำมันเชื้อเพลิงไฮโดรเจนและเตาเผาได้แสดง ( tonkovich 1999 ) สำหรับกระบวนการเร่งปฏิกิริยาเพื่อใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ microchemical เรียบร้อยแล้ว ,ปฏิกิริยาที่ต้องแสดงภายในอย่างรวดเร็วจลนศาสตร์ที่ได้พักเวลาที่สั้นมาก ดังนั้นขั้นตอนแรกในการประเมินกระบวนการ สำหรับใช้ในระบบ microchemical คือการทดลองการใช้เสี้ยววินาทีพักครั้งเป้าหมายสูงสุดของการทดลองนี้ เพื่อระบุและเริ่มต้นใหม่ที่สุดที่มีการใช้งานมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงพาณิชย์ทั่วไป เพราะการลดความต้านทานต่อความร้อนและการถ่ายเทมวล microreactors สามารถตระหนักถึงกิจกรรมเต็มรูปแบบ เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งระบบเดิมไม่สามารถ .