钯膜的分离性能
液氨催化分解制氢工艺具有价格低廉、安全性好、附加值低、产物不含CO狓杂质等优点. 此外,氨分解制氢体系的理论质量储氢量是17.6%,明显高于电解水(11.1%)、甲醇/水蒸气重整(12%)、汽油水蒸气重整(12.4%)、氢化物水解(5.2%~8.6%)等制氢体系.但是,以纯氨为原料分解后只能得到含氢75% 的混合气,而燃料电池只有在使用纯氢为原料气时才具有最高的工作效率,因此应当对氨分解产物中的氢进行提纯.钯膜具有氢选择性高、机械强度大、制备方法简捷、耐热性能好等突出优点,因而在氢分离领域中备受关注.Collins等和Gobina等以减排NO狓为研究目的先后将钯膜反应器用于分解脱除煤气中的杂质氨(浓度小于1%).但是,由于使用的催化剂活性较低、钯膜透氢性能不佳,实验结果与现场制氢的要求相距甚远.
哈尔滨工业大学应用化学系王晓光等人采用化学镀方法合成了高性能复合金属Pd膜,500℃的透氢量为37.5cm3·cm-2·min-1,分离系数为4900,透氢性能远高于文献报道结果.采用共沉淀方法制备了高效、稳定的Ni基NH3分解催化剂,其活性明显高于商用催化剂.采用NH3分解器-膜分离器模式将上述二者集成,考察了操作条件对Pd膜实际透氢性能的影响,其中透氢量和透过氢纯度可分别高达75 cm3·cm-2·min-1和99.93%.在连续运行的120h内,NH3分解与Pd膜集成制氢体系运行稳定,具有良好的中小规模现场制备纯氢的应用前景.