PT87101B - Processo para a producao de electricidade em pilhas de combustivel de carbonato fundido - Google Patents

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Description

TITULAR: INSTITUTE OF GAS TECHNGLOGY
EPÍGRAFE: PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE ELECTRICI PAPE EM
PILHAS DE COMBUSTÍVEL DE CARBONATO FUNDIDO
MEMÓRIA DESCRITIVA
Esta invenção refere-se ao funcionamento está, vel de pilhas de combustível de carbonato fundido, utiH zando combustíveis contendo enxofre. A utilização de ânodos de cobre ou de ligas de cobre, em pilhas de combu_s tível de carbonato fundido, aumenta a tolerância aos com bustíveis contendo H^S, se comparados com os eléctrodos de níquel, fornecendo, desse modo, um funcionamento está vel da pilha de combustível, utilizando directamente o combustível obtido da gaseificação de materiais carbóneos orgânicos ocorrendo natura 1 mente, tal como o carvão.
uso de pilhas de combustível de carbonato fundido é muito conhecido para a conversão da energia qu_í mica, directamente em energia eléctrica, por um processo de oxidação galvânica. As pilhas de combustível de carbonato fundido compreendem geralmente dois eléctrodos, com os seus colectores de corrente, um cátodo e um ânodo, uma telha electrol ítica contendo carbonatos de metal a 1 cj: lino, contactando com ambos os eléctrodos, e um suporte de pilha para reter fisicamente os componentes da pilha. Sob condições de funcionamento da pilha de combustível, geralmente de cerca de 500° a cerca de 700°C, a telha electrolítica, o carbonato e o material de suporte inerte formam, em conjunto , uma pasta e, assim, os diafrágmas de electrólito deste tipo são conhecidos como electrólitos de pasta.
Ο electrólito está em contacto directo com os eléctrodos em que ocorrem as reacções de três fases: gás-e1ectró 1 ito-eléctrodo. Outros detalhes sobre o fabrico e o funcio namento de pilhas de combustível de carbonato, de alta temperatura, são expostos na Patente Americana NQs 4.009.321, e 4.247.604, e referências relativas a elas, que nelas se encontram, estando todos aqui incluídos como referência.
Um combustível conveniente para ser usado em pilhas de combustível de carbonato fundido é uma mistura de gases compreendendo principalmente hidrogénio, dióxido de carbono e monóxido de carbono, conforme são obtidos pe la gaseificação de material carbóneo ocorrendo naturalme_n te, tal como o carvão, xisto ou turfa, também conhecidos no ramo. Misturas de gás obtidas por estes processos co_n têm, geralmente, contaminantes sulfurosos, tal como ácido sulfídrico. Quando se utilizam produtos de gaseificação, tal como um combustível, devido à sua percentagem de vol_u me de monóxido de carbono, de 10 a 35%, é desejável remover os produtos para aumentar o teor de hidrogénio do com bustível, dentro da pilha de combustível. A actividade catalítica inicial do gás de água, de monóxido de carbono em hidrogénio, de um ânodo convencional de pilha de combustível de carbonato fundido de níquel, ou de um catai is_a dor de níquel adicionado, para produzir hidrogénio adicional, é rapidamente envenenada pela presença de químicos contendo enxofre. Sabe-se que as perdas de funcionamento da pilha de combustível de carbonato fundido são causadas pela contaminação do ânodo de níquel poroso, por sulfuretos que podem estar presentes em gases combustíveis impuros, tais como os que podem ser obtidos da gaseificação de materiais carbóneos orgânicos, naturalmente ocorrendo, tal como o carvão. Veja-se, por exemplo, em Efects of H^S on Molten Carbonate Fuel Cells, de Robert J. Remick, Progress Report, U.S. Department of Energy Contract DE-AC21-83MC2.0212 ; D0E/MC/20212-2039 (DE 8601043 ), Maio de 1986. De Smith, S.W., Kunz, H.R., Vogel, W.M. e Szymanski,
- 2 -4—
S.J., Effects of Sulfur on Molten Carbonate Fuel Cells (trabalho apresentado na Reunião da Ε1 ectrochemica 1 Soci_e ty, em Montreal, Canadá, em Maio de 1982), apresentaram um total insucesso da voltagem da pilha, numa pilha de com bustível de carbonato fundido, com um ânodo de níquel quari do 2ppm de ácido sulfídrico, numa base volumétrica, se encontrava no gás combustível. A redução do funcionamento da pilha de combustível de carbonato fundido, para níveis não satisfatórios, na presença de quantidades muito pequenas de ácido sulfídrico, no gás combustível, foi demonstra da por vários investigadores: United Technologies Corporation, Development of Molten Carbonate Fuel Cell Power Plant Technology, DOE/ET/15440-8 Quarterly Technical Progress Report NQ. 8, preparado para o Department of Energy, sob o Contracto NQ. DE-AC01-79ET15440, Fevereiro de 1983; Vogel, W.M. e Smith, S.W., The Effect of Sulfur on the Anodic H? (Ni) Electrode in Fused LiC0-K£C0at 650°C, J. Ε1ectrochem. Soc., 129 (7) 1441-45 (1982); de Tang, T.E., Claar, T.D., e Marianowski, L.G., Effects of Su1fur-Containing Gases on the Performance of Molten Carbonate Fuel Cells, ínterim Report EM-1699, preparado para o Electric Power Research Institute, pelo Institute of Gas Technology, Fevereiro de 1981; de Sammells, A.F., Nicholson, S.B., e Ang, P.G.P., Development of Sulfur-Tolerant Components for the Molten Carbonate Fuel Cells, J. Electrochem. Soc. 127, 350 (1980); e de Claar, T.D., Marianowski, L.G., e Sammells, e A.F., Development of Sulfur-Tolerant Components for Second-Generation Molten Carbonate Fuel Cells, ínterim Report EM-1114, preparado para o Electric Power Research Institute, pelo Institute of Gas Technology, Julho de 1969. E feita uma revisão sobre o efeito dos compostos contendo enxofre, em pilhas de combustível de carbonato fundido, em Marianowski , L.G., An Update of the Sulfur Tolerance of Molten Carbonate Fuel Cells, trabalho apresentado no Terceiro Controlo Anual de Contaminantes sobre Jactos de Gás Derivados do Carvão Quente, em Washington, PA., Maio de 1983. A despesa da utilização de combustíveis de gás de hidrogénio puro é elevada, assim como a despesa da suficiente remoção de contaminantes contendo enxofre, para um nível que mantém satisfatório o funcionamento da pilha de combustível com muitos materiais de ânodo convencionais.
A Patente Americana Ne. 3.431.146 demonstra que uma pilha de combustível de carbonato fundido, possuindo um eléctrodo combustível de níquel, cobalto ou ferro, apr£ senta, pelo menos, um aumento temporário na produção de energia, pela adição de ácido sulfídrico a um gás de hidro génio combustível. Em exemplos específicos, esta patente demonstra que um volume de 2,0% de ácido sulfídrico, adicionado a um gás de hidrogénio combustível, aumentou a pro dução de energia em 50%, durante um minuto de circulação do ácido sulfídrico adicionado.
A Patente Americana NQ. 4.404.267 demonstra que uma composição de ânodo para pilhas de combustível de ca£ bonato fundido, em que as partículas de cerâmica revestidas de cobre ou de ligas níquel/cobre formam uma composição de ânodo porosa, com uma barreira de pressão de bolhas adjacente à telha e 1 ectro1ítica, sendo os poros de dimensão significativamente menor que os poros do ânodo, e dimensionados para encherem com o electrólito. A Patente Americana N?. 4.448.857 demonstra uma estrutura semelhante porosa de partículas de cerâmica revestidas, adequada para uma composição de cátodo, e as Patentes Americanas NBs 4.423.122 e 4.386.960 demonstram uma estrutura semelhante porosa de partículas de cerâmica revestidas, para um eléctrodo, para uma pilha de combustível de carbonato fundido, e a Patente Americana NB. 4.361.631 demonstra um método para a produção de tais eléctrodos. A Patente Americana NQ. 4.507.262 demonstra uma chapa branca de cobre sinterizada porosa, unida à face de um ânodo poroso, em que os poros são cheios com óxido de metal, pelo uso de um percursor organometá1ico, para obter uma barreira de pressão de bolhas. A Patente Americana NB. 3.970.474
- 4 demonstra a origem de energia electroquímica a partir de combustíveis carbóneos, numa pilha possuindo um cátodo poroso de material cerâmico revestido de óxido de cobre. Os eléctrodos oxigenados de óxido de cobre têm sido utilizados em pilhas de combustível, conforme explicado na Patente Americana N9. 2.830.109.
Descobriu-se que o funcionamento de pilhas de combustível de carbonato fundido, utilizando ânodos porosos de níquel ou níquel/crómio degradam-se em, pelo menos, 10mV por ppm de I^S, ou de um composto de enxofre semelha_n te, no gás combustível. A causa directa da degradação da pilha de combustível não é conhecida. Contudo, descobriu-se que o envenenamento do catalisador ocorria sob condições de funcionamento da pilha de combustível, nas quais a concentração de enxofre (pF^S/pF^)» é muito inferior à requerida para a sulfidação do níquel no interior. Uma vez que o ânodo, numa pilha de combustível de carbonato fundido, funciona num meio relativamente diferente de, e único no que respeita às outras reacçoes catalíticas, não se pode prever o envenenamento de enxofre. Os ânodos da pilha de combustível de carbonato fundido desta invenção, possuindo um catalisador activo de água de gás mantêm uma proporção substancial da sua actividade catalítica de gás de água, quando se utilizam combustíveis possuindo mais do que cerca de 10 ppm de H2S. 0 processo desta invenção, utilizando um ânodo poroso de cerca de 10 a cerca de 100%, em peso, de cobre, permite o uso de combustível obtido directamente a partir da gaseificação do material carbóneo, tal como o carvão, e contendo monóxido de carbono, e mais do que ce_r ca de 10 ppm de F^S, para ser submetido ao gás de água, in situ, e à reacção electroquímica no ânodo poroso de uma pilha de combustível de carbonato fundido, em funcion_a mento.
E um objectivo desta invenção o de fornecer um processo destinado ao funcionamento aperfeiçoado das pilhas “4 de combustível de carbonato fundido, utilizando misturas de gás combustível, directamente a partir da gaseificação de materiais carbóneos naturalmente ocorrendo, tal como da gaseificação do carvão.
E outro objectivo desta invenção o de fornecer um processo para o funcionamento de pilhas de combustível de carbonato fundido, utilizando gases combustíveis, contendo um teor de monóxido de carbono de cerca de 10 a ce£ ca de 35 por cento, em volume.
E ainda outro objectivo desta invenção o de fo_r necer um processo para funcionamento de pilhas de combustível de carbonato fundido, no qual uma porção substancial do monóxido de carbono presente em misturas de gás combu_s tível, é convertida em hidrogénio adicional, na presença de mais do que cerca de 10 ppm, numa base volumétrica, de ácido sulfídrico, pela reaçção interna do gás de água, deri tro da pilha de combustível.
E ainda outro objectivo desta invenção o de fo_r necer um processo para o funcionamento estável duma pilha de combustível de carbonato fundido, na presença de mais do que cerca de 10 ppm de E^S, no gás combustível, utilizando ânodos de metal porosos compreendendo : cobre, cobre-níque 1 , cobre-coba1 to, e respectivas misturas.
E outro objectivo desta invenção o de fornecer um processo para a reacção interna do gás de água, para aumentar o combustível de hidrogénio, numa pilha de combustível de carbonato fundido, na presença de mais do que ce_r ca de 10 ppm de H^S.
Estes objectivos são conseguidos pela utilização de um ânodo de metal poroso compreendendo cobre, cobreníquel, cobre-coba1 to, e respectivas misturas.
—4~
A gaseificação do carvão/central eléctrica de pilha de combustível de carbonato fundido pode fornecer rendimentos mais elevados de conversão de energia, e ernis. sões mais reduzidas de poluentes críticos que as instalações eléctricas de carvão queimado convencionais, com o purificador do gás de combustão correntemente necessário para o controlo de poluentes. No entanto, a presença de concentrações muito pequenas de ácido sulfídrico, no gás combustível, reduz substancia 1 mente o funcionamento da pilha de combustível. Descobrimos que a actuação de pilhas de combustível de carbonato fundido, utilizando ân_o dos de 90 w/o Ni-10 w/o Cr degradam-se em, pelo menos, cerca de 10mV por ppm de H2S, no gás combustível.
A temperatura de funcionamento da pilha de com bustível de carbonato fundido está de acordo com a-temperatura de gás combustível em bruto, produzido por gaseif_i_ cadores de carvão, tornando atractivo a utilização do gás produzido, directamente a partir do gaseificadcr. Um tal gás combustível contém, tipicamente, hidrogénio, monóxido de carbono, quantidades variáveis de metanos e de outros hidrocarbonetos, e diluentes tais como: dióxido de carbono, água e azoto. 0 hidrogénio é o combustível activo da zona de reacção do ânodo, da pilha de combustível de carbonato fundido. Adicionalmente, o monóxido de carbono e os hidrocarbonetos existentes no gás combustível, podem ser também convertidos em e 1 ectricidade, por serem transformados em hidrogénio adicional, dentro da pilha de combustível. 0 comportamento da reacção do gás de água, na zona do ânodo, duma pilha de combustível de carbonato fundido é muito importante'quando se utiliza gás combustí vel proveniente de materiais carbóneos naturalmente ocorrendo, visto que mai-s de 50% da quantidade de energia química de um gás combustível, proveniente do carvão, pode ser na forma de monóxido de carbono. Quando são usados combustíveis contendo monóxido de carbono, numa pilha de combustível de carbonato fundido, é necessário o comporta
mento da reacção do gás de água, para manter õs características de funcionamento e a voltagem de actuação da p_i_ lha de combustível. E preferível que a reacção do gás de água seja efectuada in si tu, na zona do ânodo da p_i, lha de combustível de carbonato fundido, em funcionamento, utilizando um ânodo metálico, como sendo o catalisador do gás de água.
Pode-se calcular, usando um gás combustível típico, reduzido derivado do carvão Btu, que em pequenas utilizações de gás combustível de menos que 30%, a diferença entre uma pilha em que a reacção do gás de água está em equilíbrio, em comparação com uma pilha em que não existe reacção do gás de água, é inferior a 10 milivolts. Contudo, conforme a utilização do gás de combustível se aproxima dos 64%, o que equivale a 100% de utilização de hidrogénio, e não se utilizando monóxido de carbono, a voltagem da pilha, em que a reacção do gás de água é envenenada, baixa rapidamente, comparando-a com a pilha em que a reacção do gás de água continua em equilíbrio. Numa utilização de 60% de gás combustível, o hidrogénio, na saída do ânodo de uma tal pilha em que não existe reacção do gás de água, é de 1,18%, enquanto que na pilha em que continua a reacção do gás de água, o teor de hidrogénio do gás da saída mantém-se em 5,84%, devido ao hidrogénio adicional produzido a partir do monóxido de carbono presente na mistura de gás combustível. Estes cálculos são melhor explicados na publicação Effects of H^S on Molten Carbonate Fuel Cells por Remick, R.J. e Anderson, G.L., trabalho efectuado sob o contracto N-. DE-AC21-83MC 20212 pelo Institute of Gas Technology para o U.S. Depártment of Energy, Office of Fóssil Energy, em Janeiro de 1985. 0 metal no ânodo poroso de uma pilha de combustível de carbonato fundido, ou um material de catalisador separado, no ânodo poroso, podem servir como catalisadores de remoção in situ.
As pilhas de combustível de carbonato fundido
utilizando ânodos de níquel porosos apresentam perda de energia e envenenamento do catalisador, em concentrações de ácido sulfídrico de gás de combustível (ph^S/pH^,) mu_i_ to inferiores às requeridas para a sulfidação de metal no interior, tal como 2H2S+3Ni-----NÍ3S24-2H2. No entanto, crê-se que a formação de sulfureto à superfície, ou a absorção de enxofre na superfície metálica, que oco£ re numa concentração menor de enxofre (ph^S/pl·^) é uma das cau sas do envenenamento do catalisador. Sob condições de re dução do ânodo, outros compostos de enxofre gasosos comportam-se da mesma forma que o b^S.
A estabilidade dos sulfuretos da superfície é significativamente maior que os sulfuretos no interior. Isto indica que são requeridas taxas signif icati vame_n te mais pequenas de pH^S/pb^, para formar sulfuretos superficiais, do que as que são requeridas para formar sulfuretos no interior. (Advances in Catalysis, Volume 31, editado por D.D. Eley, Herman Pines e Paul B.Weisz, Academic Press, 1982,Sulfur Poisoning of Mexal, de C.H. Bartholomew, P.K. Agrawal e J.R. Katzer, páginas 166-170). Estas referências demonstram que cada sulfidação no interior e cada sulfidação superficial de níquel ocorre mais rapidamente que em rel_a ção ao cobre. A comparação das alterações de energia livre, durante a reacção de sulfidação, a cerca de 650°C, da temperatura de funcionamento da pilha de combustível de carbonato fundido demonstra:
__________________KJ_________________ Sulfidação no Sulfidação i nter i or Superficial
Cobre -50 -90
Níquel -80 -160
Em cada um dos casos a sulfidação superficial ocorre mais rapidamente que a sulfidação no interior. Baseada nas alterações de energia livre, acima apresentadas, verifica-se que a sulfidação de níquel no interior pode ocorrer —r à volta das mesmas concentrações de H2S, como a que pode causar a sulfidação superficial do cobre.
Reduzindo a energia livre da formação de sulfii retos superficiais nas superfícies anódicas, sob condições de funcionamento da pilha de combustível de carbonato furi dido resulta numa polarização anóaica inferior quando estão presentes ácido sulfídrico ou outros compostos de enxofre gasosos. A utilização de ânodos contendo cobre resulta em superfícies anódicas de cobre, formando sulfuretos que são cerca de 9200 vezes menos estáveis que os su_l_ furetos de superfícies de níquel. Contudo, é necessária 9200 vezes a concentração de (pH2S/pH2), no gás de combu_s tível para formar uma cobertura semelhante de superfície de sulfureto, num ânodo de cobre, se comparado com -um ânodo de níquel. Por exemplo, sob a condição em que (pH^S/ pH2), para a sulfidação da superfície de níquel é de 0,01 ppm de H2S, 0 (pH2S/pH2), para a sulfidação da superfície de cobre é da ordem dos 92 ppm de H2S. Descobrimos que os ânodos de cobre são electroquimicamente idênticos aos ân_o dos de níquel, em funcionamento, duma pilha de combustível de carbonato fundido, utilizando gás combustível livre de enxofre.
Os ânodos de pilha de combustível de carbonato fundido de metal porosos, que funcionam como catalisadores para a reacção electroquímica e para 0 gás de água i_n terno, de monóxido de carbono, podem compreender, de pre ferência, uma liga, uma mistura física, um revestimento ou semelhante, de materiais catalisadores de gás de água de níquel-cobre ou de coba1to-cobre, cobre e respectivas misturas. Os ânodos desta invenção podem conter cerca de 10 a cerca de 100%, em peso, de cobre metálico. Preferivelmente, os metais do ânodo existem em proporções de ce_r ca de 40 a cerca de 80% , em peso, de cobre, sendo 0 restante, substancia 1 mente , níquel, cobalto, ou respectivas misturas. Pela terminologia sendo 0 restante, substan10 cialmente, queremos referir que os ânodos desta invenção •podem também conter quantidades inferiores de outros aditivos, tais como agentes estabilizadores de crómio ou de zircónio, conforme explicado na Patente Americana N9 .4.247.604, assim como de alumínio. As propriedades el ectroquímicas dos ânodos da pilha de combustível de carbonato fundido, de tais metais, mantêm-se satisfatórias. Os ânodos de cobre puro podem ser satisfatórios dum ponto de vista electroquímico, efectuando-se uma maior conversão de mon_ó xido de carbono em hidrogénio.
As pilhas de combustível de carbonato fundido podem funcionar com gases combustíveis contendo monóxido de carbono e ácido sulfídrico, com a retenção substancial da reacção do gás de água in situ, continuando na zona anódica, funcionando o material do ânodo de níquel ou de cobalto como um catalisador, quando, de preferência, cerca de 40 a cerca de 80%, em peso, de cobre, é fisicamente misturado ou ligado com o níquel ou cobalto, ou quando é incorporado na superfície activa dum ânodo poroso, sendo o restante, substancialmente, um metal seleccionado a pa_r tir do grupo formado por níquel, cobalto e respectivas misturas. A utilização de cobre em conjunto com um catalisador mais activo do gás de água, tal como, preferivelmente, níquel no ânodo de metal poroso activo de uma pilha de combustível de carbonato fundido, utilizando um combustível contendo ácido sulfídrico, resulta na redução da energia livre de formação de sulfuretos superficiais, com menor polarização anódica devido aos compostos conte_n do ácido sulfídrico ou enxofre. Durante o funcionamento de combustíveis contendo monóxido de carbono e ácido sulfídrico, as pilhas de combustível de carbonato fundido, de acordo com esta invenção, fornecem a conversão substa_n ciai in situ de monóxido de carbono contido em gás combustível, em quantidades de, geralmente, 10 a 35% em volume para hidrogénio, obtendo-se, desta forma, hidrogénio adicional para o gás combustível, para obter voltagens de
pilha a níveis razoáveis de funcionamento. 0 processo de funcionamento da pilha de combustível de carbonato fundido, de acordo com esta invenção, fornece o funcionamento da pilha abaixo dos 700°C e, preferivelmente, à volta dos 500°C aos 650°C, para conversão duma quantidade substancial do monóxido de carbono existente no gás combustível, em hidrogénio adicional. Geralmente, ultrapassando os 25%, em volume, e, preferivelmente, ultraDassando os 5CE, em volume, do gás de água, o equilíbrio da reacção de produção de hidro génio adicional, experimentada na ausência de ácido sulfídrico, pode ser mantido quando estão presentes, no gás combustível, mais de 5 a 10 ppm, numa base volumétrica, de ácido sulfídrico. Quando o hidrogénio é consumido pro duzindo vapor de água, pela electroquímica da pilha de combustível, a reacção do gás de água, que ocorre em em ou dentro do próprio ânodo, pode fornecer hidrogénio adicional para a reacção, de forma a que, com o com bustível compreendendo quantidades de monóxido de carbono presentes em gases provenientes da gaseificação do carvão, mais de 105 a 115% de utilização de hidrogénio pode ser efectuada pela pilha de combustível.
Enquanto o tempo de residência convencional da fase gasosa do ânodo, em pilhas de combustível de carbon_a to fundido é, tipicamente, de cerca de 1 segundo, achamos desejável aumentar o tempo de residência da fase gasosa do ânodo, para mais do que cerca de 2 segundos, e, preferivelmente, o tempo de residência da fase gasosa do ânodo é de cerca de 2 a cerca de 4 segundos, no processo desta invenção, para permitir tempo suficiente à reacção do gás de água, para produzir o desejável hidrogénio adicional. 0 processo desta invenção fornece a desejada reacção de conversão do gás de água, de monóxido de carbono em hidro génio adicional, na zona do ânodo, quando se utilizam gases combustíveis possuindo cerca de 1 a cerca de 10 ppm, e preferivelmente cerca de 1 a cerca de 5 ppm, por volume de ácido sulfídrico.
Os ânodos adequados para uso no processo destô invenção podem ser preparados pelos métodos explicados na Patente Americana Ns. 4.247.604, através de técni cas conhecidas que utilizam camadas de fitas fundidas, seguidas da sinterização e de técnicas de metal em pó. Os outros ccmponentes da pilha de combustível e outros processos de funcionamento, explic_a dos pelas Patentes Americanas N-s 4.009.321 e 4.247.604 são adequados para as pilhas de combustíveis, e processos abrangidos pela presente invenção.
Num sistema preferido, de acordo com esta invenção, uma pilha de combustível de carbonatos de metal alcalino fundidos pode funcionar através da passagem de gás combustível contendo hidrogénio, cerca de 20 a 25%, em volume de monóxido de carbono, e cerca de 4 a cerca de 6 ppm de H^S, através dum ânodo poroso, compreendendo cerca de 50%, em peso, de cobre, e compreendendo o restante, substancia 1 mente, níquel. 0 ânodo é preparado misturando fisicamente pós de cobre e de níquel, e utilj_ zando técnicas de metal em pó e de sinterização, conhecj. das no ramo para a preparação do eléctrodo poroso. A pilha de combustível funciona a cerca de 650°C, e o gás combustível tem um tempo de residência, na zona do ânodo, de cerca de 3 segundos. A pilha pode funcionar durante longos períodos de tempo sem haver uma séria polarização do ânodo, enquanto fornece mais do que cerca de 25%, em volume, da conversão de equilíbrio do gás de água, de C0 em Hg, conforme é obtido na ausência de HgS.
Enquanto na Memória Descritiva precedente e_s ta invenção foi descrita em relação a certos sistemas preferidos da mesma, e muitos detalhes foram apresentados com o fim de ilustrar, será evidente para os peritos no ramo que a invenção é susceptível de ser adicionada a outros sistemas, e que certos detalhes aqui descritos pc> dem variar consideravelmente, sem que nos afastemos dos princípios básicos da invenção.

Claims (10)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1- Dm processo para a produção de electricidade numa pilha de com bustível de carbonatos de metal alcalino fundido, utilizando um gás combustível contaminado por enxofre, caracterizado pelo facto da fase de redução da polarização do ânodo compreender a passagem do referido gâs combustível, incluindo mais do que cerca de 10 ppm, de H^S, numa base volumétrica, através de um ânodo poroso, compree_n 100% do peso de cobre.
    - K dendo cerca de 10 a cerca de
  2. 2- Urr processo, conforme reivindicado na reivinc i cação 1, caracte rizadc pelo facto do restanxe do referido ânodo compreender, substancia 1 mente , um metal seleccionado a partir cc grupo formado de níquel, cobalto, e respectivas misturas.
  3. 3- Um processo, conforme reivindicado na reivindicação 2, caract£ rizado pelo facto do referido gás combustível compreender cerca de 10 a cerca de 35% em volume de CO, e cerca de 1 ppm a cerca de
    10 ppm de H2S, numa base volumétrica.
  4. 4- Um processo, conforme reivindicado na reivindicação 3, caracte rizadc pelo facto do referido ânodo poroso compreender um catalisa dor de gás de água, através do qual mais que cerca de 25% , em volume, da con versão de equilíbrio do gás de água, de CO em H , obtida na ausên cia de é mantido na presença do referido H^S.
  5. 5- Um processo, conforme reivindicado na reivindicação 3, caract£ rizado pelo facto do referido ânodo poroso compreender um catalisador de gás de água, através do qual mais do que cerca de 50%, em volume, da conversão de equilíbrio do gás de água, de CO em H? obtida na ausência de l^S, é mantido na presença do dito F^S.
  6. 6- Um processo, conforme reivindicado na reivindicação 2, caracte rizado pelo facto do dito ânodo compreender cerca de 40 a cerca de 80% do peso de cobre, e compreendendo o resxante do referido ânodo, substancialmente, níquel.
  7. 7- Um processo, conforme reivindicado na reivindicação 1, caracte rizado pelo facto da dita pilha de combustível ser posta a funcionar de cerca de 500 a cerca de 650°C.
  8. 8- Um processo, conforme reivindicado na reivindicação 1, caracterizado pelo facto do referido gás combustível ter um tempo de res_i_ dência, na zona do dito ânodo, de mais do que cerca de 2 segundos.
  9. 9- Um processo, conforme reivindicado na reivindicação 1, caracterizadc pelo facto do referido gás combustível compreender cerca de 1 a cerca de 5 ppm, por volume de H2S.
  10. 10- Um processo, conforme reivindicado na reivindicação 1, caracte rizado pelo facto do dito gás combustível compreender cerca de 10 a cerca de 35% em volume de CO, e cerca de 1 a cerca de 10 ppm de H2S, numa base volumétrica; compreendendo o dito ânodo cerca de 40 a cerca de 80% de peso de cobre, e o restante compreendendo, substancia lmente, níquel; sendo a dita pilha posta a funcionar de cerca de 500 a ce;'ca de 650°C; e sendo mais do que cerca de 25% em volume da conversão de equilíbrio do gás de água, de C0 em H2, obtida na ausência de H2S, mantido na presença do dito H2S.
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