Catalyst Design Based on Nano-Sized Electrochemical Reactors

基于纳米电化学反应器的催化剂设计

• 批准号: 21350073
• 负责人: HIBINO Takashi
• 金额: $ 12.23万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21350073/
• 关键词: 触媒; 化学プロセス; 環境技術; 複合材; 物性; プロトン導電体; 白金－ロジウム触媒; 活性酸素; 炭化水素酸化; 一酸化窒素還元; 局所電池機構; 白金-ロジウム触媒; 白金触媒; 炭化水素燃焼; ガソリン排ガス

In this study, we have focused on H2O vapor as an active oxygen source produced over a physical mixture of proton-conducting Sn0.9In0.1P2O7 and Pt powders as a catalyst. The active oxygen was produced by the anodic reaction of H2O in an electrochemical cell. The active oxygen exhibits high activity for hydrocarbon oxidation at 50 °C or higher. The activation of oxygen from H2O vapor was also realized over a Sn0.9In0.1P2O7+Pt mixed catalyst. In a gaseous mixture of propane, H2O, and O2, H2O is dissociated into protons and electrons at an anodic site of the Sn0.9In0.1P2O7-Pt interface and the resultant active oxygen oxidizes propane to CO2. On the other hand, O2 reacts with protons and electrons to form H2O at a cathodic site of the interface. As a result, a local electrochemical cell is formed at the interface, followed by self-discharge. With such high activity , the initiation temperature for propane oxidation could be successfully reduced to 150 °C and the quantity of Pt in the mixed catalyst was reduced to 0.1 wt%.

在这项研究中，我们已经集中在水蒸气作为活性氧源产生的质子导电的Sn0.9In0.1P2O7和Pt粉末作为催化剂的物理混合物。活性氧是由水在电化学电池中的阳极反应产生的。活性氧在50 °C或更高温度下对烃氧化表现出高活性。在Sn_（0.9）In_（0.1）P_2O_7 +Pt混合催化剂上也实现了从H_2O蒸气中活化氧。在丙烷、H2O和O2的气体混合物中，H2O在Sn0.9In0.1P2O7-Pt界面的阳极位置处解离成质子和电子，并且所产生的活性氧将丙烷氧化成CO2。另一方面，O2与质子和电子反应，在界面的阴极部位形成H2O。结果，在界面处形成局部电化学电池，随后是自放电。在如此高的活性下，丙烷氧化的起始温度可以成功地降低到150 °C，并且混合催化剂中的Pt的量降低到0.1重量%。

项目成果

Intermediate-temperature proton conductors and their applications to energy and environmental devices

• DOI: 10.2109/jcersj2.119.677
• 发表时间: 2011-09
• 期刊: Journal of the Ceramic Society of Japan
• 影响因子: 1.1
• 作者: T. Hibino

触媒調整ハンドブック、Mo2C-ZrO2/C の合成

催化剂制备手册，Mo2C-ZrO2/C的合成

• 发表时间: 2011
• 作者: 阿部拓郎;撹上健二;花屋実;武田亘弘;海野雅史;日比野高士
• 通讯作者: 日比野高士

Sb5+-ドープSnP2O7の水酸化物イオン伝導性とアルカリ形燃料電池電解質特性

Sb5+掺杂SnP2O7的氢氧根离子电导率和碱性燃料电池电解质特性

• 发表时间: 2012
• 作者: 灰野岳晴;平井恵梨;藤原好恒;柏原孝基;日比野高士
• 通讯作者: 日比野高士

A nano-sized electrochemical reactor for propane+NO+O2 reaction

用于丙烷NO O2反应的纳米电化学反应器

• 发表时间: 2011
• 作者: Xue Dong;Kota Tsuneyama;Takashi Hibino
• 通讯作者: Takashi Hibino

プロトン導電体上での活性酸素生成を利用したベンゼンからフェノールへの直接酸化

利用质子导体上的活性氧生成将苯直接氧化为苯酚

• 发表时间: 2012
• 作者: 内藤寛人;李 炳益;日比野高士
• 通讯作者: 日比野高士