พลาสมาดรายรีฟอร์มมิงของมีเทนเป็นแก๊สสังเคราะห์บนตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล/เส้นใยซิลิกา

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการผลิตแก๊สสังเคราะห์จากปฏิกิริยาดรายรีฟอร์มมิงของมีเทนภายใต้เครื่องปฏิกรณ์พลาสมาชนิดไดอิเล็กทริกแบริเออร์ดีสชาร์จร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลบนตัวรองรับเส้นใยซิลิกา (SF) และเม็ดซิลิกาที่มีรูพรุน (SP) ทั้งนี้ตัวรองรับเส้นใยซิลิกาที่ใช้ถูกสังเคราะห์ด้วยเทคนิคโซล-เจลร่วมกับเทคนิคอิเล็กโตรสปินนิง และตัวเร่งปฏิกิริยา Ni/SF และ Ni/SP ถูกเตรียมด้วยวิธีการแช่จุ่มแบบเปียกพอดี โดยผลการวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิค BET, SEM-EDS และ XRD พบว่าลักษณะเฉพาะของตัวเร่งปฏิกิริยา Ni/SF และ Ni/SP มีความแตกต่างกัน โดยเฉพาะการโหลดปริมาณโหลดนิกเกิลที่แตกต่างกันบนตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งการเพิ่มปริมาณโหลดนิกเกิลบนตัวรองรับเส้นใยซิลิกามีผลทำให้พื้นที่ผิวจำเพาะเพิ่มขึ้น ส่วนผลการทดสอบปฏิกิริยาดรายรีฟอร์มมิงของมีเทนได้ศึกษาถึงอิทธิพลของปริมาณโหลดนิกเกิลบนตัวรองรับซิลิกา (5, 10 และ 15 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก) ชนิดของตัวรองรับ (SF และ SP) รูปแบบการบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์พลาสมา (บรรจุแบบบางส่วนและแบบเต็ม) และความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ใช้ (10, 13 และ 15 กิโลโวลต์) ที่มีต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ พบว่าปริมาณโหลดนิกเกิลที่ต่างกันบนตัวรองรับซิลิกาและชนิดของตัวรองรับมีบทบาทอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ มากไปกว่านั้นการบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาแบบบางส่วนในเครื่องปฏิกรณ์พลาสมาและการเพิ่มความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ใช้ให้ผลเชิงบวกต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม โดยสภาวะที่เหมาะสมที่สุดในงานวิจัยนี้คือ การบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยา 10%Ni/SF แบบบางส่วน ที่ความต่างศักย์ไฟฟ้า 15 กิโลโวลต์ ซึ่งให้ค่าคอนเวอร์ชันของมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ ผลผลิตผลิตภัณฑ์แก๊สสังเคราะห์ อัตราส่วนโดยโมลของไฮโดรเจนต่อคาร์บอนมอนอกไซด์และประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงที่สุด