NO175712B - Fremgangsmåte for elektrokatalytisk omvandling av methan eller naturgass til syntesegass - Google Patents
Fremgangsmåte for elektrokatalytisk omvandling av methan eller naturgass til syntesegass Download PDFInfo
- Publication number
- NO175712B NO175712B NO884430A NO884430A NO175712B NO 175712 B NO175712 B NO 175712B NO 884430 A NO884430 A NO 884430A NO 884430 A NO884430 A NO 884430A NO 175712 B NO175712 B NO 175712B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- gas
- oxygen
- conductive coating
- methane
- oxide
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 100
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 27
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 26
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 38
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 35
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 32
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 16
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XGPJPLXOIJRLJN-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Sr].[La] Chemical compound [Mn].[Sr].[La] XGPJPLXOIJRLJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ONLCZUHLGCEKRZ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+) lanthanum(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[La+3].[Ce+3] ONLCZUHLGCEKRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- QWDUNBOWGVRUCG-UHFFFAOYSA-N n-(4-chloro-2-nitrophenyl)acetamide Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(Cl)C=C1[N+]([O-])=O QWDUNBOWGVRUCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 15
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 15
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 7
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UDWPONKAYSRBTJ-UHFFFAOYSA-N [He].[N] Chemical compound [He].[N] UDWPONKAYSRBTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000003701 inert diluent Substances 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000311 lanthanide oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005839 oxidative dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N scandium oxide Chemical compound O=[Sc]O[Sc]=O HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/23—Carbon monoxide or syngas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
Det tekniske område
Den foreliggende oppfinnelse angår en elektrokatalytisk prosess for produksjon av syntesegass fra methan eller naturgass. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan syntesegass produseres kontinuerlig i en elektrokjemisk reaktor mens elektrisitet eventuelt blir generert.
Oppfinnelsens bakgrunn
Syntesegass er hovedsakelig sammensatt av hydrogen og carbonmonoxyd. I alminnelighet er forholdet f^/CO fra 0,6 til 6. Produksjonen av syntesegass fra
.methan og naturgass ved delvis oxydasjon er
kjent. Ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass fra methan og naturgass ved oxydasjon i en elektrokjemisk reaktor. I tillegg til syntesegassen kan også elektrisitet genereres som biprodukt ved den foreliggende fremgangsmåte.
Elektrogenerative og voltametriske prosesser er vurdert og sammenlignet med vanlige elektrokjemiske og heterogene prosesser i Ind. Eng. Chem. Process Dev. , Vol. 18, nr. 4,
s. 567-579. Oxydasjonsreaksjoner er omtalt på side 576.
Methan og naturgass er blitt utsatt for kjemiske reak-sjoner utført i elektrokatalytiske celler av forskjellige typer, og forskjellige produkter er blitt isolert. Otsuka et al i Chemistry Letters, (Japan), s. 319-322, 1985, beskriver omvandling av methan til ethan/ethylen i en elektrokatalytisk celle under anvendelse av sølv og sølv/vismut-
oxyd som anodematerialene og en temperatur av ca. 7 0 0°C.
I en tidligere publikasjon, Bull. Chem. Soc. Jpn., 57, 3286-3289 (1984), beskrev de samme forfattere dampreforming av hydrocarboner via en vegg av stabilisert zirkoniumdioxyd som virker som en hydrogenseparator. Det ønskede produkt
er hydrogen med et minimum av carbondioxyd, carbonmonoxyd eller hydrocarboner. I den tidlige patentpublikasjon nr. 1986-30688 (japansk) beskriver Otsuka og Morikawa en fremgangsmåte for fremstilling av høyere hydrocarboner fra et lavere hydrocarbon via oxyderende dehydrogenering ut-
ført i en elektrolysecelle. Temperaturen for oxygenet til-ført til cellen er 300-1000°C.
Mer nylig har Seimanides og Stoukides rapportert angående oxydasjonen av methan i en fast elektrolyttcelle under anvendelse av katalysatorer, som sølv og lithium/ magnesiumoxyd-sølv. Ethylen, ethan, carbonmonoxyd og carbondioxyd var hovedproduktene. Elektrokjemiske metoder ble anvendt for å øke selektiviteten for G2~produkter (Preprint, AIChE Meeting, Miami , Florida, november,1986).
Otsuka et al,Chemistry Letters (Japan), 1985, 499-500, beskriver den selektive oxydasjon av methan til ethan og/ eller ethylen i en vanlig heterogen katalytisk reaktor. En lavtrykksblanding av oxygen og methan i helium ledes over en metalloxydkatalysator ved 700°C. Blant metalloxydene som er beskrevet som aktive for denne reaksjon, er sjeldne jord-artsmetaller, hovedgruppemetaller og overgangsmetaller innbefattet.
Den elektrokatalytiske reaktivitet for hydrocarboner
på en zirkoniumdioxydelektrolyttoverflate er beskrevet av B.C. Nguyen, T.A. Lin og D.M. Mason i Electrochem Soc.: Electrochemical Science and Technology, september, 1986,
s. 1807-1815.
Et stort antall publikasjoner befatter seg med den fullstendigeoxydasjon av methan til carbondioxyd og vann i brenselceller. Disse prosesser er ikke beregnet å skulle være kjemiske prosesser, men snarere å skulle utvikle elektrisitet fra en brenselgass og luft (eller oxygen).
Disse prosessers selektivitet er beregnet for fullstendig forbrenning snarere enn delvis forbrenning.
Oppsummering av oppfinnelsen
Den foreliggende oppfinnelse angår en elektrokatalytisk fremgangsmåte for omvandling av methan eller naturgass til syntesegass, og fremgangsmåten er særpreget ved at den omfatter
(A) anvendelse av en elektrokjemisk celle som omfatter en fast elektrolytt med en første og en annen overflate belagt med
ledende metall, metalloxyd eller blandinger derav, hvor den
første overflate er istand til å redusere oxygen til oxygenioner, forutsatt at begge belegg er stabile ved arbeidstemperaturene ,
(B) oppvarming av den elektrokjemiske celle til en tempera-
tur av minst 1000°C,
(C) ledning av en oxygenholdig gass i kontakt med det første ledende belegg, (D) ledning av en gass inneholdende methan eller naturgass i kontakt med det annet ledende belegg og
(E) utvinning av syntesegass.
Kortfattet beskrivelse av tegningene
Av tegningene viser
Fig. 1 et sideoppriss av og tverrsnitt gjennom et apparat egnet for å utføre den foreliggende fremgangsmåte,
Fig. 2 et oppriss sett ovenfra og et tverrsnitt
gjennom en elektrokjemisk cellereaktor som kan anvendes for å utføre den foreliggende fremgangsmåte, og
Fig. 3 et sideoppriss og tverrsnitt gjennom reaktoren vist på Fig. 2.
Beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer
Ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en kontinuerlig fremgangsmåte for å omvandle methan eller naturgass til syntesegass i en elektrokjemisk celle. De elektrokjemiske celler som anvendes for å utføre den foreliggende fremgangsmåte, er også betegnet som elektrolyseceller, elektro-genererende celler eller brenselceller.
Den foreliggende fremgangsmåte utføres i en elektrokjemisk celle, som en celle som er skjematisk vist på Figur 1, hvor en kjerne av fast elektrolytt 1 på en overflate 2 er be-, lagt med et materiale 3 som kan anvendes for å redusere oxygen til oxygenioner. Dette belegg utgjør cellens katodeside. På
én annen overflate 4 av kjernen av fast elektrolytt 1 er et annet belegg av materialet 5 påført. Dette belegg er anoden.
De to belegg kan være forbundet via en ekstern krets via trådledere 6 og 7. Et ammeter 8 kan være innbefattet i kretsen.
Et batteri kan også være innbefattet i kretsen for å påføre
et elektrisk potensial mellom de to ledende belegg (elektroder).
I praksis ledes en oxygenholdig gass eller gassblanding i kontakt med det første ledende belegg (katoden), og fødings-gassen som inneholder methan eller naturgass, ledes i kontakt med det annet ledende belegg (anode). Efterhvert som den oxygenholdige gass kommer i kontakt med et første ledende belegg, blir oxygen redusert til oxydioner som transporteres til anodesiden gjennom den faste elektrolytt. På anodesiden (annet ledende belegg eller den annen overflate) reagerer oxydionene med methanet eller naturgassen
under dannelse av syntesegass, og elektroner frigis.
Elektronene vender tilbake til katodesiden. I henhold til en utførelsesform (vist på Fig. 1) hvor anoden og katoden
er forbundet med hverandre via en ekstern krets, vender elektronene frigitt fra anoden tilbake til katoden via den eksterne krets. På denne måte kan reaksjonen utvikle en elektrisk strøm i tillegg til at syntesegassen dannes.
De faste elektrolytter som kan anvendes ved utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte, kan være et hvilket som helst materiale som kan overføre oxygenioner under arbeidsbetingelsene og som er stabile under arbeidsbetingelsene, spesielt ved temperaturer over 1000°C. Typisk er oxygenione-ledende faste elektrolytter faste oppløsninger dannet mellom oxyder som inneholder toverdige og treverdige kationer, som kalsiumoxyd, scandiumoxyd, yttriumoxyd eller lanthanoxyd etc., med oxyder inneholdende fireverdige kationer, som zirkoniumdioxyd, thoriumdioxyd og ceriumdioxyd. Deres høyere ioniske ledningsevne skyldes eksistensen av ledige oxygenionesteder. Et ledig oxygenionested forekommer for hvert toverdig kation eller hvert to treverdige kationer som erstatter et fire-verdig ion i gitteret. Enkelte av de kjente faste oxydover-føringsmaterialer innbefatter Y^^-stabilisert Zr02, CaO-stabilisert Zr02, Sc^jO^-stabilisert Zr02, Y^^-stabilisert Bi203, Y203~stabilisert Ce03, CaO-stabilisert Ce02, Th02, Y203~stabilisert Th02, eller Th02, Zr02, Bi203, Ce02, eller Hf02~stabilisert med tilsetning av et hvilket som helst av lanthanidoxydene eller CaO. De foretrukne faste elektrolytter er de ^ 2°3 (yttria)~°9CaO-(kalsia)-stabiliserte Zr02(zirkonia)-materialer. Disse to faste elektrolytter
er særpregede ved deres høye ioniske ledningsevne, deres oxygenioneledning innen brede områder av temperatur og oxygentrykk og deres forholdsvis lave pris.
Det ledende belegg på den faste elektrolytt anvendt
som katoden kan være et hvilket som helst materiale som er istand til å redusere oxygen til oxygenioner og som er stabilt under arbeidsbetingelsene. Eksempler på metaller og metalloxyder som kan anvendes ved fremstillingen av katoden, innbefatter nikkel,gull, platina, palladium, kobber, lanthan— - mangan-strontium, indiumoxyd-tinn-(II)-oxyd-blandinger eller hvilke som helst blandinger av de nevnte metaller og metalloxyder .
Det ledende belegg på den annen overflate av den faste elektrolytt (anoden) kan være et hvilket som helst av en rekke forskjellige ledende materialer som er istand til å understøtte den oxyderende omvandling av methan eller naturgass til syntesegass, forutsatt at det stabile materiale er stabilt under arbeidsbetingelsene. Eksempler på metaller og metalloxyder som kan anvendes for å danne anodebelegget, innbefatter nikkel,gull, platina, palladium, kobber eller hvilke som helst blandinger av de nevnte metaller og metalloxyder, eller andre blandinger, som cerium- og zirkonium-oxyder, cerium- og lanthanoxyder etc.
Den foreliggende fremgangsmåte utføres ved en temperatur av minst 1000°C og opp til 1300°C. I henhold til én utførelsesform utføres fremgangsmåten ved temperaturer innen området 1050-1300°C, og mer spesielt innen området 1050-1200°C. Elektrolysecellen oppvarmes til den ønskede temperatur, og temperaturen opprettholdes under reaksjonen ved hjelp av ekstern oppvarming og/eller den eksoterme varmetoning fra reaksjonen.
Den oxygenholdige gass som ledes i kontakt med det første ledende belegg eller katoden kan være luft, rent oxygen eller en hvilken som helst annen gass som inneholder minst 1% oxygen. Ifølge en annen utførelsesform inneholder den oxygenholdige gass ikke dioxygen, men snarere oxygen i andre former, som N20, C02, SO^, N02, NO etc. Den oxyderende gass er fortrinnsvis luft.
Fødegassene som behandles i overensstemmelse med den foreliggende fremgangsmåte omfatter methan eller naturgass. Den methanholdige fødegass kan være methan eller naturgass eller en hvilken som helst annen gass som inneholder minst 1% methan. Naturgassen kan være brønnhodenaturgass eller bearbeidet naturgass. Sammensetningen for den bearbeidede naturgass varierer med sluttbrukerens behov. En typisk bearbeidet naturgass inneholder ca. 70 vekt% methan, ca. 10 vekt% ethan, 10-15 vekt% C02og resten mindre mengder av propan, butan og nitrogen.
Fødegassen kan blandes med et hvilket
som helst inert fortynningsmiddel, som nitrogen helium, neo^n, argon, krypton, xenon eller en hvilken som helst annen gass, innbefattende damp, som ikke innvirker uheldig på den ønskede reaksjon. Nitrogen og damp fore-trekkes som fortynningsmidler.
Syntesegassen produsert på anoden ved den foreliggende fremgangsmåte er i det vesentlige nitrogenfri og omfatter en blanding av hydrogen og carbonmonoxyd og kan inneholde endel acetylen og/eller ethylen. Syntesegassen inneholder også bare små mengder carbondioxyd, og den kan omvandles til væsker under anvendelse av Fischer-Tropsch-prosessen. Syntesegassen kan omvandles til. methanol ved hjelp av kom-mersielle prosesser.
Den foreliggende oppfinnelse kan ytterligere eksem-plifiseres under henvisning til Fig. 2 og 3. Fig. 2 er et riss sett ovenfra av en elektrokjemisk celle som kan anvendes for å utføre den foreliggende fremgangsmåte, og
Fig. 3 er et sideoppriss av den samme celle. På både Fig. 2 og 3 omfatter den elektrokjemiske celle en mantel 20 i hvilken en fast, sirkulær, sylindrisk elektrolyttkjerne 21
er anbragt. Den faste elektrolytts 21 innvendige over-
flate er belagt med et elektrisk ledende metall eller metalloxyd som tjener som katode 22. Den faste elektrolytts 21
ytre overflate er belagt med et elektrisk ledende materiale 23 som tjener som anode. En trådleder 2 6 er festet til beleggets 22 innside, og en annen trådleder 27 er festet til beleggets utside, og de to trådledere er forbundet med hverandre under dannelse av en ekstern krets gjennom et ammeter 28. Et batteri kan være seriekoplet med ammeteret. Det fremgår av den oppbygning som er vist på Fig. 2 og 3 at cellen inneholder et indre åpent rom 2 4 gjennom cellens sentrum og et ytre åpent rom 25 mellom det ytre belegg 23 eller anoden og mantelen 20.
I praksis utføres den foreliggende fremgangsmåte med
et apparat som vist på Fig. 2 og 3, ved at en oxygenholdig gass ledes gjennom det indre åpne rom 24 og at hydrocarbon-holdig gass ledes gjennom det ytre åpne rom 25. Den oxygenholdige gass som kommer i kontakt med det indre ledende belegg 22, bli omvandlet til oxygenioner som vandrer gjennom den faste elektrolytt 21 og kommer i kontakt med det ledende beleggs 23 utside. På overflaten av beleggets 23 utside reagerer oxygenionene med hydrocarbonene som kommer i kontakt med det ledende belegg 23 på utsiden, under dannelse av syntesegassen. I løpet av denne reaksjon mister oxygenionet to elektroner som vandrer fra det ytre ledende belegg 23 via kretsen dannet av lederne 26 og 27 og ammeter/ batteriet 28, til det indre overflatebelegg 22.
Ifølge en annen utførelsesform er anodene og katodene reversert. Dette innebærer at det ledende belegg 22 på innsiden er anoden og at det ytre ledende belegg 23 er katoden. I henhold til denne utførelsesform ledes den oxygenholdige gass gjennom det ytre åpne rom 25 og hydrocarbonet gjennom det indre eller sentrale åpne rom 24. Ellers er fremgangsmåten i henhold til denne utførelsesform den samme som i henhold til den utførelsesform som er omtalt ovenfor.
Den foreliggende fremgangsmåte blir i alminnelighet utført ved et trykk av 0,1-100 atm., mer foretrukket 0,5-
10 atm.
Strømningsmengden for hydrocarbonet pr. tidsenhet gjennom reaktoren kan varieres efter ønske så lenge det er tilstrekkelig kontakt mellom hydrocarbonet og anoden til at oxyderende omvandling til syntegass oppnås. Kontakttider av 0,1-100 sekunder kan anvendes, og kontakttider av 1-20 sekunder er i alminnelighet tilstrekkelige.
Ifølge én utførelsesform av oppfinnelsen forbedres om-vandligen av methan eller naturgass til syntesegass ved å påføre et elektrisk potensial mellom anoden og katoden. I alminnelighet kan et potensial av opp til 4 V påføres mellom elektrodene. Det ønskede elektriske potensial kan påføres ved å anvende et batteri anordnet i den ytre krets dannet av 26, 27 og 28 i henhold til Fig. 2.
I de følgende eksempler 1-3 og C-l behandles hydrocarbonene i overensstemmelse med den foreliggende fremgangsmåte i en laboratoriereaktor som ligner på den reaktor som er vist på Fig. 2 og 3. Reaktoren er laget av et 60 cm langt (10 mm utvendig diameter, 8 mm innvendig diameter) rør av 8% yttriumtrioxyd-stabilisert zirkoniumdioxyd erholdt fra firmaet Zircoa Products (Corning). Rørets innvendige og ut-vendige overflater er belagt med et tynt lag av platinafarge (Engelhard nr. 6926) slik at gjennomtrengbare elektroder fås. Røret oppvarmes i luft i 15 minutter ved 10 60°C. Platinaelektrodene forbindes med en utvendig krets via sølv-tråder festet til platinastriper malt på rørets side. Røret oppvarmes i ca. 15 minutter i luft ved 850°C.
Et 40 cm avsnitt av kvarts med en utvendig diameter på 14 mm tilpasses over sentrumavsnittet av zirkoniumdioxyd-røret under anvendelse av SWAGELOK<®>rørfitting og Teflon<®->ferruler. En SWAGELOK<®->rørfitting er også festet til hver ende av zirkoniumdioxydrøret som strekker seg ut av kvarts-muffen. Montasjen anbringes i en delt ovn som er istand til å gi oppvarming til den ønskede temperatur, og sølvtrådene forbindes med hverandre via et ammeter og en spennings-regulator.
Elektrodene blir kondisjonert som følger: luft ledes gjennom innsiden av zirkoniumdioxydrøret med 50 cm 3/min. Nitrogen ledes gjennom rommet mellom zirkoniumdioxyd- og kvartsrørene i en mengde pr. tidsenhet av 50 cm 3/min, og røret oppvarmes til 8 0 0°C i løpet av ca. 2 timer. Efterhvert som reaktoren blir oppvarmet, kan en elektrisk strøm iakttas i kretsen ved ca. 380°C. Efter 10 minutter ved 800°C blir reaktorrøret oppvarmet til reaksjonstemperaturen, nitrogenstrømmen erstattes med hydrocarbonet, og forsøket begynner.
I de nedenstående eksempler 1-3 og kontrolleksemplene C-l er hydrocarbonet methan, og matestrømmen reguleres til
8 cm 3/min. Prøver på de gassformige produkter fås med mellom-rom på ca. 20 minutter, og gassprøvene analyseres ved gass-kromatografi på en gasskromatograf modell Carle Series S 111 H eller Carle Series S 400 utstyrt for å analysere raffineri-gassblandinger. Resultatene som er oppsummert i den nedenstående Tabell I, er basert på gjennomsnittsresultater for minst to gassprøver, og de elektriske strømverdier er verdier oppnådd under stabile betingelser. Den rapporterte methanom-vandling er omvandlingen ved avslutningen av reaksjonen som ikke nødvendigvis er når reaksjonen er fullstendig. Formålet var å analysere det oppnådde produkt. I eksempel 3 påføres et eksternt potensial ved hjelp av en krafttilførsels-anordning av typen Hewlett-Packard 6214B seriekoplet med ammeteret. Samtlige av forsøkene utføres ved atmosfæretrykk. De strømstyrker som ble iakttatt og nedtegnet i tabellen, viser at elektrisitet kan genereres som et nyttig biprodukt, og resultatene viser også at methanomvandlingen generelt kan økes ved påføringen av en spenning mellom elektrodene. I de følgende eksempler 4-6 anvendes den ovenfor be-skrevne reaktor, og fødegassen er en naturgassblanding som omfatter, basert på volum: 78,5% methan, 12,0% carbondioxyd, 6,0% ethan og 3,5% propan. I eksemplene 4 og 5 er påmatningsmengden pr. tidsenhet 2 0 cm 3/min, mens påmatningsmengden pr. tidsenhet i eksempel 6 er 3 cm 3/min. Dessuten finnes ingen eksternt påført spenning i eksemplene 4-6. Prøver av de gassformige produkter tas og analyseres på den måte som er beskrevet ovenfor i forbindelse med eksemplene 1-3. Resultatene er oppsummert i den nedenstående Tabell II.
Resultatene i Tabell II viser at (a) en nesten kvan-titativ omvandling av en blanding av hydrocarboner til syntesegass kan oppnås (Eksempel 6)., (b) eventuelt carbondioxyd som er tilstede i påmatningen er ikke skadelig og kan også omvandles til syntesegass, (c) syntegassen inneholder endel C^-produkt som i det vesentlige er ethylen og/ eller acetylen, og (d) elektrisitet kan genereres.
De følgende eksempler 7-9 illustrerer den foreliggende fremgangsmåte under anvendelse av sjeldne jordartsmetall-oxydanoder. Katoden i det følgende eksempel er platina.
Cerium/lanthanoxydanoden fremstilles som følger: den innvendige overflate av et med yttriumtrioxyd stabilisert zirkoniumdioxydrør belegges med et tynt lag av platinafarge slik at det fås en gjennomtrengbar katode. Røret oppvarmes i luft ved 1060°C i 15 minutter. En blanding av ceriumoxyd og lanthanoxyd med et molart forhold mellom Ce og La av 1:1, oppslemmet i en vann/ethylenglycolblanding, påføres på rørets ytre overflate. Røret brennes i luft ved 1200°C i 3 timer. Elektrodene forbindes i kretsen via platinastriper og sølvtråder som beskrevet i tidligere eksempler.
Cerium/zirkoniumanoden fremstilles på samme måte bort-sett fra at ceriumzirkonat CeZrO^fra Cerac anvendes isteden-for ceriumoxyd:lanthanoxydblandingen og at røret brennes ved bare 120°C i 15 minutter. I eksemplene 7-9 er fødegassen methan, strømningsmengden pr. tidsenhet er 8 cm 3/min, og en ekstern spenning på 2,0 V påføres i hvert av eksemplene 7-9. Andre detaljer angående fremgangsmåten og resultatene av analysen av produktet oppnådd i Eksemplene 7-9 er oppsummert i den nedenstående Tabell III.
Resultatene oppnådd i Eksemplene 7-9 viser at metall-oxydanoder er effektive hva gjelder å omvandle hydrocarboner til syntesegass og at syntesegassen kan inneholde endel C2~materiale som i det vesentlige består av ethylen og/eller acetylen.
Claims (14)
1. Fremgangsmåte for elektrokatalytisk omvandling av methan eller naturgass til syntesegass,karakterisert vedat den omfatter (A) anvendelse av en elektrokjemisk celle som omfatter en fast elektrolytt med en første og en annen overflate belagt med ledende metall, metalloxyd eller blandinger derav, hvor den første overflate er istand til å redusere oxygen til oxygenioner, forutsatt at begge belegg er stabile ved arbeidstemperaturene, (B) oppvarming av den elektrokjemiske celle til en temperatur av minst 10 00°Cf (C) ledning av en oxygenholdig gass i kontakt med det første ledende belegg, (D) ledning av en gass inneholdende methan eller naturgass i kontakt med det annet ledende belegg og (E) utvinning av syntesegass.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat de to ledende belegg er forbundet med hverandre via en ekstern krets.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den faste elektrolytt omfatter zirkoniumdioxyd stabilisert med yttriumtrioxyd eller zirkoniumdioxyd stabilisert med kalsiumoxyd.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisert vedat det første ledende belegg omfatter nikkel, gull, platina, palladium, kobber, lanthan-mangan-strontium eller indiumoxyd-tinn (Il)-oxyd-blandinger eller hvilke som helst blandinger av de nevnte metaller.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat det første ledende belegg omfatter platina.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisert vedat det annet ledende belegg omfatter nikkel, gull, platina, palladium, kobber, blandinger av de nevnte metaller, cerium-lanthanoxydblandinger eller cerium-zirkoniumoxydblandinger.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat det annet ledende belegg er platina.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat det annet ledende belegg omfatter en cerium-lanthanoxydblanding.
9. Fremgangsmåte ifølge krav<6,>karakterisert vedat det annet ledende belegg omfatter en cerium-zirkoniumoxydblanding.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det første og det annet ledende belegg er platina.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1-10,karakterisert vedat den utføres ved en temperatur av 1050-1300°C.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 1-11,karakterisert vedat den utføres ved trykk av 0,1-100 atmosfærer.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 1-12,karakterisert vedat det som den oxygenholdige gass anvendes luft eller oxygen.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 12,karakterisert vedat den utføres ved et trykk av 0,5-10 atmosfærer.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/105,120 US4793904A (en) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | Process for the electrocatalytic conversion of light hydrocarbons to synthesis gas |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO884430D0 NO884430D0 (no) | 1988-10-05 |
NO884430L NO884430L (no) | 1989-04-06 |
NO175712B true NO175712B (no) | 1994-08-15 |
NO175712C NO175712C (no) | 1994-11-23 |
Family
ID=22304136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO884430A NO175712C (no) | 1987-10-05 | 1988-10-05 | Fremgangsmåte for elektrokatalytisk omvandling av methan eller naturgass til syntesegass |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4793904A (no) |
EP (1) | EP0311307B1 (no) |
JP (1) | JPH01143157A (no) |
CN (1) | CN1018538B (no) |
AU (1) | AU608068B2 (no) |
CA (1) | CA1325790C (no) |
DE (1) | DE3854757T2 (no) |
MY (1) | MY103617A (no) |
NO (1) | NO175712C (no) |
NZ (1) | NZ226465A (no) |
ZA (1) | ZA887472B (no) |
Families Citing this family (58)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6488739B1 (en) | 1987-03-13 | 2002-12-03 | Bp Corporation North America Inc. | Oxygen production process |
US5306411A (en) * | 1989-05-25 | 1994-04-26 | The Standard Oil Company | Solid multi-component membranes, electrochemical reactor components, electrochemical reactors and use of membranes, reactor components, and reactor for oxidation reactions |
US5591315A (en) * | 1987-03-13 | 1997-01-07 | The Standard Oil Company | Solid-component membranes electrochemical reactor components electrochemical reactors use of membranes reactor components and reactor for oxidation reactions |
US5723035A (en) * | 1987-03-13 | 1998-03-03 | The Standard Oil Company | Coated membranes |
DK0766330T3 (da) * | 1989-12-27 | 2002-10-07 | Standard Oil Co | Bestanddele til anvendelse i elektroniskemiske celler og deres anvendelse ved oxygenseparation |
US5478444A (en) * | 1992-05-11 | 1995-12-26 | Gas Research Institute | Composite mixed ionic-electronic conductors for oxygen separation and electrocatalysis |
US5616223A (en) * | 1992-05-11 | 1997-04-01 | Gas Research Institute | Mixed ionic-electronic conducting composites for oxygen separation and electrocatalysis |
US5624542A (en) * | 1992-05-11 | 1997-04-29 | Gas Research Institute | Enhancement of mechanical properties of ceramic membranes and solid electrolytes |
US5273628A (en) * | 1992-05-11 | 1993-12-28 | Gas Research Institute | Mixed ionic-electronic conductors for oxygen separation and electrocatalysis |
DE4235125C2 (de) * | 1992-10-17 | 1994-09-29 | Zsw | Verfahren zur Herstellung von Synthesegas und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens |
DE4238688A1 (de) * | 1992-11-17 | 1994-05-19 | Bosch Gmbh Robert | Gesinterter Festelektrolyt mit hoher Sauerstoffionenleitfähigkeit |
US6033632A (en) | 1993-12-08 | 2000-03-07 | Eltron Research, Inc. | Solid state oxygen anion and electron mediating membrane and catalytic membrane reactors containing them |
US6592782B2 (en) * | 1993-12-08 | 2003-07-15 | Eltron Research, Inc. | Materials and methods for the separation of oxygen from air |
US6355093B1 (en) | 1993-12-08 | 2002-03-12 | Eltron Research, Inc | Two component-three dimensional catalysis |
US6165431A (en) * | 1993-12-08 | 2000-12-26 | Eltron Research, Inc. | Methods for separating oxygen from oxygen-containing gases |
US5725965A (en) * | 1995-04-25 | 1998-03-10 | Gas Research Institute | Stable high conductivity functionally gradient compositionally layered solid state electrolytes and membranes |
US6238816B1 (en) | 1996-12-30 | 2001-05-29 | Technology Management, Inc. | Method for steam reforming hydrocarbons using a sulfur-tolerant catalyst |
US5980840A (en) * | 1997-04-25 | 1999-11-09 | Bp Amoco Corporation | Autothermic reactor and process using oxygen ion--conducting dense ceramic membrane |
AU724359B2 (en) * | 1997-06-06 | 2000-09-21 | Air Products And Chemicals Inc. | Synthesis gas production by ion transport membranes |
US6077323A (en) * | 1997-06-06 | 2000-06-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Synthesis gas production by ion transport membranes |
US5976721A (en) * | 1997-09-15 | 1999-11-02 | Limaye; Santosh Y. | Chemical cogeneration process |
US6048472A (en) * | 1997-12-23 | 2000-04-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Production of synthesis gas by mixed conducting membranes |
ATE293711T1 (de) * | 1998-03-01 | 2005-05-15 | Klaus Rennebeck | Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von synthesegas |
NL1008883C2 (nl) * | 1998-04-15 | 1999-10-18 | Univ Delft Tech | Werkwijze voor het bereiden van een waterstofrijke gasstroom en toepassing daarvan voor de bereiding van ammoniak. |
US6296686B1 (en) | 1998-06-03 | 2001-10-02 | Praxair Technology, Inc. | Ceramic membrane for endothermic reactions |
US6017646A (en) * | 1998-06-03 | 2000-01-25 | Praxair Technology, Inc. | Process integrating a solid oxide fuel cell and an ion transport reactor |
US6153163A (en) * | 1998-06-03 | 2000-11-28 | Praxair Technology, Inc. | Ceramic membrane reformer |
US6139810A (en) * | 1998-06-03 | 2000-10-31 | Praxair Technology, Inc. | Tube and shell reactor with oxygen selective ion transport ceramic reaction tubes |
WO2000016423A2 (de) * | 1998-09-14 | 2000-03-23 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Festoxidbrennstoffzelle betrieben mit brennstoffüberschuss |
US6114400A (en) * | 1998-09-21 | 2000-09-05 | Air Products And Chemicals, Inc. | Synthesis gas production by mixed conducting membranes with integrated conversion into liquid products |
US6471921B1 (en) | 1999-05-19 | 2002-10-29 | Eltron Research, Inc. | Mixed ionic and electronic conducting ceramic membranes for hydrocarbon processing |
US6146549A (en) * | 1999-08-04 | 2000-11-14 | Eltron Research, Inc. | Ceramic membranes for catalytic membrane reactors with high ionic conductivities and low expansion properties |
US6695983B2 (en) | 2001-04-24 | 2004-02-24 | Praxair Technology, Inc. | Syngas production method utilizing an oxygen transport membrane |
WO2007002502A2 (en) * | 2005-06-23 | 2007-01-04 | Grdc, Llc | Efficient production of fuels |
WO2007062402A2 (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-31 | Kruesi Paul R | Methods of recovering and purifying secondary aluminum |
US20070292342A1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-20 | John William Hemmings | Synthesis gas production method and reactor |
US8409419B2 (en) * | 2008-05-21 | 2013-04-02 | Paul R. Kruesi | Conversion of carbon to hydrocarbons |
JP5580837B2 (ja) | 2009-01-29 | 2014-08-27 | プリンストン ユニバーシティー | 二酸化炭素の有機生成物への変換 |
US20110114502A1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-05-19 | Emily Barton Cole | Reducing carbon dioxide to products |
US8721866B2 (en) * | 2010-03-19 | 2014-05-13 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide |
US8845877B2 (en) * | 2010-03-19 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed electrochemical process |
US8500987B2 (en) * | 2010-03-19 | 2013-08-06 | Liquid Light, Inc. | Purification of carbon dioxide from a mixture of gases |
US8524066B2 (en) * | 2010-07-29 | 2013-09-03 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of urea from NOx and carbon dioxide |
US8845878B2 (en) | 2010-07-29 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Reducing carbon dioxide to products |
US8834604B2 (en) | 2010-09-16 | 2014-09-16 | Volt Research, Llc | High temperature gas processing system and method for making the same |
JP5863819B2 (ja) * | 2010-11-18 | 2016-02-17 | クラリアント コーポレイション | 燃料電池のアノード排ガスからco、h2、及びch4を除去する方法並びにこれらのガスを除去するのに有用な触媒 |
US8961774B2 (en) | 2010-11-30 | 2015-02-24 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of butanol from carbon dioxide and water |
US8568581B2 (en) | 2010-11-30 | 2013-10-29 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed carbonylation and hydroformylation with carbon dioxide |
US9090976B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-07-28 | The Trustees Of Princeton University | Advanced aromatic amine heterocyclic catalysts for carbon dioxide reduction |
US8562811B2 (en) | 2011-03-09 | 2013-10-22 | Liquid Light, Inc. | Process for making formic acid |
US8658016B2 (en) | 2011-07-06 | 2014-02-25 | Liquid Light, Inc. | Carbon dioxide capture and conversion to organic products |
CA2841062A1 (en) | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Liquid Light, Inc. | Reduction of carbon dioxide to carboxylic acids, glycols, and carboxylates |
EP2823089A4 (en) * | 2012-03-08 | 2015-09-02 | Viceroy Chemical Inc | CHANGING METHANE GAS CHAIN BY AQUEOUS ELECTROCHEMICAL ACTIVATION AT THREE PHASE INTERFACE |
EP2994227A2 (en) | 2013-05-09 | 2016-03-16 | SABIC Global Technologies B.V. | Clay mineral supported catalysts |
ES2525957B1 (es) | 2013-06-28 | 2015-10-21 | Abengoa Research, S.L. | Procedimiento de obtención de gas de síntesis |
CN105862060B (zh) * | 2016-05-10 | 2018-09-04 | 东北林业大学 | 一种甲烷二氧化碳干重整的电化学重整系统的使用方法 |
CN108330505B (zh) * | 2018-02-28 | 2020-07-28 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种用于甲烷电催化氧化的催化剂及其制备方法和应用 |
CN108330504B (zh) * | 2018-02-28 | 2020-07-28 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种NiO/Ni催化剂及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3432352A (en) * | 1963-05-27 | 1969-03-11 | Gen Electric | High temperature fuel cell having a palladium film between the anode and electrolyte |
GB1595413A (en) * | 1976-12-15 | 1981-08-12 | Ici Ltd | Engergy recovery from chemical process off-gas |
US4170534A (en) * | 1977-06-23 | 1979-10-09 | Fitterer George R | Apparatus for the direct conversion of solar energy into electricity and a combustible gas by galvanic means |
US4374184A (en) * | 1981-09-29 | 1983-02-15 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel cell generator and method of operating same |
US4463065A (en) * | 1982-02-02 | 1984-07-31 | W. R. Grace & Co. | Fuel cell and method for conducting gas-phase oxidation |
US4413041A (en) * | 1982-02-02 | 1983-11-01 | W. R. Grace & Co. | Cross-flow monolith reactor |
US4459340A (en) * | 1982-04-30 | 1984-07-10 | Board Of Trustees, Stanford University | Method for producing electricity from a fuel cell having solid-oxide ionic electrolyte |
JPS62128901A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | メタンの改質方法 |
-
1987
- 1987-10-05 US US07/105,120 patent/US4793904A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-09-29 EP EP88309065A patent/EP0311307B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-29 DE DE3854757T patent/DE3854757T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-04 CA CA000579240A patent/CA1325790C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-04 MY MYPI88001109A patent/MY103617A/en unknown
- 1988-10-05 CN CN88109076A patent/CN1018538B/zh not_active Expired
- 1988-10-05 ZA ZA887472A patent/ZA887472B/xx unknown
- 1988-10-05 AU AU23442/88A patent/AU608068B2/en not_active Ceased
- 1988-10-05 NZ NZ226465A patent/NZ226465A/xx unknown
- 1988-10-05 NO NO884430A patent/NO175712C/no unknown
- 1988-10-05 JP JP63251721A patent/JPH01143157A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO884430D0 (no) | 1988-10-05 |
NO884430L (no) | 1989-04-06 |
EP0311307A2 (en) | 1989-04-12 |
DE3854757T2 (de) | 1996-04-25 |
JPH01143157A (ja) | 1989-06-05 |
AU608068B2 (en) | 1991-03-21 |
NO175712C (no) | 1994-11-23 |
MY103617A (en) | 1993-08-28 |
AU2344288A (en) | 1989-04-06 |
EP0311307A3 (en) | 1990-04-25 |
CN1033260A (zh) | 1989-06-07 |
CA1325790C (en) | 1994-01-04 |
US4793904A (en) | 1988-12-27 |
EP0311307B1 (en) | 1995-12-06 |
DE3854757D1 (de) | 1996-01-18 |
NZ226465A (en) | 1991-01-29 |
CN1018538B (zh) | 1992-10-07 |
ZA887472B (en) | 1989-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO175712B (no) | Fremgangsmåte for elektrokatalytisk omvandling av methan eller naturgass til syntesegass | |
US4802958A (en) | Process for the electrocatalytic oxidation of low molecular weight hydrocarbons to higher molecular weight hydrocarbons | |
Eng et al. | Catalytic and electrocatalytic methane oxidation with solid gxide membranes | |
Steele et al. | Oxidation of methane in solid state electrochemical reactors | |
Stoukides | Solid-electrolyte membrane reactors: current experience and future outlook | |
Stoukides | Applications of solid electrolytes in heterogeneous catalysis | |
US5064733A (en) | Electrochemical conversion of CO2 and CH4 to C2 hydrocarbons in a single cell | |
Otsuka et al. | Catalytic activity-and selectivity-control for oxidative coupling of methane by oxygen-pumping through yttria-stabilized zirconia | |
CN111058053B (zh) | 一种电化学氧化甲烷制化学品的方法 | |
Ishihara et al. | Oxidative reforming of methane using solid oxide fuel cell with LaGaO3-based electrolyte | |
WO1983002605A1 (en) | Electrocatalytic energy conversion and chemicals production | |
Vayenas | Catalytic and electrocatalytic reactions in solid oxide fuel cells | |
Stoukides | Electrochemical studies of methane activation: Reviews in Applied Electrochemistry No 42 | |
Chiang et al. | Electrocatalytic Methane Dimerization with a Yb‐Doped SrCeO3 Solid Electrolyte | |
US4643806A (en) | Electrocatalytic energy conversion and chemicals production | |
Vayenas et al. | Electrocatalysis and electrochemical reactors | |
Tagawa et al. | Design of electrode for solid oxide fuel cells reactor | |
Karagiannakis et al. | Hydrogenation of carbon dioxide on copper in a H+ conducting membrane-reactor | |
Kyriakou et al. | Production of H2 and C2 hydrocarbons from methane in a proton conducting solid electrolyte cell using a Au–5Ce–5Na2WO4/SiO2 anode | |
Woldman et al. | Electrocatalytic methane coupling in the absence of oxygen on a high-temperature proton-conducting electrolyte | |
Stoukides | Methane conversion to C 2 hydrocarbons in solid electrolyte membrane reactors | |
Chiang et al. | Nonoxidative methane coupling with the aid of solid electrolytes | |
Sobyanin et al. | Syngas production from methane in an electrochemical membrane reactor | |
Caravaca et al. | Simultaneous production of H2 and C2 hydrocarbons by using a novel configuration solid-electrolyte+ fixed bed reactor | |
US3445292A (en) | Thermally regenerable hydrogen halide fuel cell |