專利名稱：用包含Cu、Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催化劑從燃料電池的陽極廢氣中 ...的制作方法
用包含Cu、Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催 化劑從燃料電池的陽極廢氣中除去C0、 H2和/或CH4的方
法 本發(fā)明涉及燃料電池設(shè)備和系統(tǒng)，其包括用于燃燒陽極尾氣、空氣和/或其它混 合氣體(如陰極廢氣)的混合物的催化型廢氣燃燒器，其中包含Cu和Mn的混合氧化物催 化劑被用作廢氣燃燒器中的催化劑，并且還涉及其方法和用途。 燃料電池使得從氫的受控燃燒中高效地獲得電流成為可能。然而，未來能源氫的 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)還不存在。因此，有必要從易得能源天然氣、汽油、柴油或其它烴如沼氣、甲醇等中
獲得氫。 氫可以例如通過蒸汽轉(zhuǎn)化從甲烷——天然氣的主要成分——中產(chǎn)生。除了痕量未
轉(zhuǎn)化的甲烷和水外，所得氣體基本上包含氫、二氧化碳和一氧化碳。這種氣體可被用作燃料
電池的可燃氣體。為了在蒸汽轉(zhuǎn)化期間將平衡向氫移動，這在大約500°C -IOO(TC的溫度下
進行，其中要盡可能準(zhǔn)確地堅持在該溫度范圍以便可燃氣體的組成恒定。 可燃氣體中的硫化合物通常在向燃料電池進料前除去，因為大部分所用的燃料電
池催化劑對硫敏感。 例如在DE 197 43 075 Al中描述了燃料電池設(shè)備，其中從甲烷和水中產(chǎn)生的可燃 氣體可被用于產(chǎn)生能量。這種設(shè)備包括許多燃料電池，其被布置在封閉保護外殼內(nèi)的燃料 電池堆中?；旧嫌蓺洹⒍趸?、一氧化碳和剩余的甲烷和水組成的可燃氣體經(jīng)由陽極氣 體入口進料到燃料電池中?？扇細怏w是在上游的外部轉(zhuǎn)化器或者內(nèi)部轉(zhuǎn)化器中從甲烷和 水中產(chǎn)生的。內(nèi)部轉(zhuǎn)化反應(yīng)經(jīng)常是在高溫燃料電池諸如MCFCs(熔融碳酸鹽燃料電池)或 S0FCs(固體氧化物燃料電池)中進行的，因為燃料電池的放熱電化學(xué)反應(yīng)能量可直接被用 于強吸熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)。烴的內(nèi)部轉(zhuǎn)化是在例如DE 197 43 075 Al和US 2002/0197518 Al中 描述的"熔融碳酸鹽燃料電池"(MCFCs)中進行的。燃料電池通過下列電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流
和熱 陰極7202+C02+2e— — C032—
陽極H2+C032— — C02+H20+2e— 電化學(xué)反應(yīng)是放熱的。為了抵消這一點，因此可直接在電池中安排甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化
反應(yīng)的催化劑 CH4+H20 — C0+3H2 CH4+2H20 — C02+4H2 該反應(yīng)是強吸熱的并且可直接消耗電化學(xué)反應(yīng)釋放的熱。因為蒸汽轉(zhuǎn)化是平衡反 應(yīng)，所以此外可通過連續(xù)去除陽極上的氫使平衡移動。因此只有在大約650°C的相對低溫下 才能實現(xiàn)幾乎完全的甲烷轉(zhuǎn)化。 盡管燃料電池具有高效率，但是除了反應(yīng)產(chǎn)物二氧化碳和水外，陽極廢氣還包括 氫、一氧化碳和甲烷氣體，這取決于操作條件和持續(xù)時間。 因此，為了去除氫殘余，陽極廢氣首先與空氣混合，然后進料到催化型廢氣燃燒器 中，其中剩余的甲烷及痕量的氫被燃燒成水和二氧化碳。任選地或可選地，除了陽極廢氣和
3空氣外，可以混合其它氣體如陰極廢氣。這個過程釋放的熱能可以以不同的方式進行利用。
另一方面，在合適載體上以良好分布的形式提供的貴金屬如鉑和/或鈀目前被用 作廢氣燃燒器中的催化劑。這種催化燃燒具有如下優(yōu)點它非常穩(wěn)定并且沒有溫度峰。鈀催 化劑上的燃燒在大約450至55(TC范圍內(nèi)的溫度下進行。在超過大約800至900°C的較高溫 度下，Pd/PdO平衡將向有利于鈀金屬的方向移動，由此催化劑的活性降低(參見Catalysis Today 47(1999)29-44)。此外由于燒結(jié)發(fā)生或催化劑顆粒結(jié)塊，可觀察到活性損失。然而 原則上，貴金屬催化劑具有原材料價錢非常高的缺點。 另一方面，甲烷催化燃燒的熱穩(wěn)定催化劑例如從EP 0 270 203 Al得知。這些 是基于包含Mn、 Co、 Fe、 Ni、 Cu或Cr的堿土金屬六鋁酸鹽。這些催化劑的特征在于甚 至在120(TC以上的溫度下高的活性和抗性。然而，該催化劑的活性在較低溫度下相對 低。為了能在較低溫度下也提供適當(dāng)?shù)拇呋钚裕尤肷倭裤K金屬，如Pt、 Ru、Rh或Pd。 M. Machida，H. Kawasaki，K. Eguchi，H. Arai，Chem. Lett. 1988， 1461-1464還描述用錳取代的 六鋁酸鹽A卜XA' xMnAln019—a ，其甚至在大約130(TC下的溫度下煅燒后具有高的比表面積。 H. Sadamori， T. Tanioka， T. Matsuhisa， Catalysis Today, 26 (1995) 337—344描述了這禾中六 鋁酸鹽在催化型燃燒器中的應(yīng)用，催化型燃燒器被連接在氣體渦輪機的上游。然而，這種陶 瓷催化劑在甲烷燃燒期間呈現(xiàn)超過60(TC的相對高的著火溫度。因此，安排含貴金屬的催化 劑的部分被連接在陶瓷催化劑的上游。 最后，DE 10 2005 062 926 Al描述通過六鋁酸鹽的精細研磨，它們的活性可增加 至這樣的程度，以致于在甲烷燃燒期間可實現(xiàn)300至500°C范圍內(nèi)的著火溫度和大約500至 IIO(TC的操作溫度。 高溫燃料電池操作的理想溫度范圍在大約400至100(TC的范圍內(nèi)。陽極廢氣燃燒 期間產(chǎn)生的熱可被用在不同的應(yīng)用中，如蒸發(fā)水以進行蒸汽轉(zhuǎn)化，給吸熱蒸汽轉(zhuǎn)化提供熱 能，將熱用在組合的熱和能發(fā)生應(yīng)用中或類似應(yīng)用。尤其不再含有氫氣的完全氧化的陽極 廢氣在從燃燒器排出后可作為陰極氣體被進料到陰極。這被描述在例如DE 197 43 075A1 中。 需要用于燃料電池設(shè)備的具有長期穩(wěn)定性的成本有利的活性催化劑，所述燃料電 池設(shè)備包括催化型廢氣燃燒器，用于燃燒陽極尾氣、空氣和任選地其它氣體如陰極氣體的 混合物，所述催化劑在400至110(TC的溫度下是穩(wěn)定的并且對于廢氣燃燒器中的甲烷、CO 和^氧化來說具有活性。 令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，對于此，包括銅、錳和任選地一種或更多種稀土金屬的混合氧化 物在內(nèi)的氧化催化劑是特別適合的。 具體地，這些催化劑使得回收工業(yè)熱、為燃料電池型MCFC(熔融碳酸鹽燃料電池) 的再循環(huán)系統(tǒng)制備(A以及減少環(huán)境排放成為可能。 因此本發(fā)明的一個主題是用包含Cu、 Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化 物催化劑從燃料電池的陽極廢氣中去除C0、 H2和/或CH4的方法。 本發(fā)明的另一主題是包含Cu、 Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催化 劑在從燃料電池的陽極廢氣中去除C0、H2和/或CH4中的應(yīng)用。 因為陽極廢氣由于去除了可能存在的硫化合物已經(jīng)不含硫或者可燃氣體中的硫 足夠低，所以適于本發(fā)明的催化劑沒有必要對硫不敏感。合適的催化劑被描述在例如EP 1197 259中，其公開內(nèi)容在此通過引用并入到本發(fā)明中。這樣的催化劑包括Cu、Mn和稀土 金屬(一種或更多種)的混合氧化物，其中金屬可呈現(xiàn)多價態(tài)，其具有表達為列舉如下的氧 化物的wt. _%組成50-60%的Mn0、35-40%的Cu0和2-15%的La203和/或最低價態(tài)的稀 土金屬氧化物。該組成優(yōu)選地為50-60% MnO、35-40% CuO、 10-12% La203。
個別金屬還可呈現(xiàn)上述那些之外的氧化狀態(tài)。例如，錳還可以作為Mn(^存在。
—般地，下列組成是可能的Mn 80-20%、 Cu 20-60% 、稀土金屬0-20% ，優(yōu)選地 Mn 75-30%、Cu 20-55%、稀土金屬5-15%，其中該百分?jǐn)?shù)為相對于Mn、Cu和任選地稀土金 屬總量的重量百分?jǐn)?shù)。 在精制的催化劑上銅與錳的質(zhì)量比(計算為銅的質(zhì)量比錳的質(zhì)量)可以為例如 0. 4至0. 9，優(yōu)選地0. 5至0. 75。 就稀土金屬來說，意指鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪 (Eu)、禮(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu) 。 La和Ce是優(yōu) 選的。 氧化物被支撐在例如多孔無機載體上，如氧化鋁、二氧化硅、二氧化硅-氧化鋁、 二氧化鈦或氧化鎂。相對于催化劑和氧化物的總量來說，氧化物以一般地5至50wt. _%，優(yōu) 選地5至30wt,X的量被支撐。稀土金屬可已經(jīng)存在于載體上。稀土金屬的主要作用是穩(wěn) 定多孔無機載體的BET表面積。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的實例是鑭穩(wěn)定的氧化鋁。
催化劑可如下制備首先將載體用鑭或鈰或另一稀土金屬的鹽溶液浸漬，將其干 燥，然后在大約60(TC的溫度下將其煅燒。如果載體由于制備相關(guān)的原因已經(jīng)包含稀土金 屬，則這一步可以免除。實例是用鑭穩(wěn)定的氧化鋁。 該載體然后用銅和錳的鹽溶液浸漬，然后在120至20(TC下干燥并且在高達45(TC 下煅燒。 可以使用金屬的任何可溶性鹽。鹽的實例是硝酸鹽、甲酸鹽和醋酸鹽。鑭優(yōu)選地 作為硝酸鑭La (N03) 3使用，銅和錳優(yōu)選地作為硝酸鹽使用，即Cu (N03) 2和Mn (N03) 3。
優(yōu)選的浸漬過程是干燥浸漬，其中所用的溶液量等于或小于載體的孔體積。
特別適合于本發(fā)明目的的是按照EP 1 197 259 Al的實施例1制備的催化齊U，其 被支撐在Y-氧化鋁上并且其中混合氧化物具有在下面給出的以wt,X氧化物表示的下 列組成La203 = 9. 3、MnO = 53. 2、CuO = 37. 5。在一些應(yīng)用中，催化劑的初始溫度小于250°C 可能是必須的。那意味著催化劑應(yīng)當(dāng)處于這樣的狀態(tài)以在大約25(TC以下的溫度下轉(zhuǎn)化^ 和CO，以便達到啟始甲烷燃燒反應(yīng)所需的放熱效應(yīng)。因為本發(fā)明框架中使用的催化劑的H2 和CO轉(zhuǎn)化活性低，摻雜少量貴金屬可能是有利的。例如鉑(Pt)和/或鈀(Pd)適于此。該 催化劑可被摻雜例如0. lwt. -% Pt。此外，霍加拉特催化劑可被用在本發(fā)明的框架中。這些 是基本上由二氧化錳和氧化銅(II)組成的混合催化劑。此外，它們還可包含金屬氧化物， 如氧化鈷和氧化銀(I)。 此外，本發(fā)明涉及燃料電池設(shè)備，其包括廢氣燃燒器，其中廢氣燃燒器具有包含 Cu、 Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催化劑。具體地，本發(fā)明涉及MCFC(熔融 碳酸鹽燃料電池)或SOFC(固體氧化物燃料電池)型燃料電池，其中廢氣燃燒器具有包含 Cu、Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催化劑。 根據(jù)本發(fā)明的燃料電池設(shè)備的廢氣燃燒器優(yōu)選地具有作為混合氧化物催化劑的氧化催化劑，其包括銅、錳和一種或更多種稀土金屬的混合氧化物，其中金屬可呈現(xiàn)多價 態(tài)，其具有以CuO、 MnO和稀土金屬氧化物表示的重量百分?jǐn)?shù)組成，分別為35至40% 、50至 60%和2至15%，其中稀土金屬具有最低價態(tài)。 廢氣燃燒器原則上可具有所有上述組成的混合氧化物，具體地20-60 % Cu、 80-20% Mn和0-20%稀土金屬(重量百分?jǐn)?shù)；相對于所給定金屬的總量)。
本發(fā)明采用下列附圖和實施例進行更詳細的描述，而沒有被其限制。


圖1顯示穩(wěn)態(tài)測試，其中催化劑床的溫度對時間作圖。沒有反應(yīng)氣體穿過催化劑 床上方。 圖2顯示對于600cpsi金屬整料上的不同Pt/Pd催化劑型，作為反應(yīng)運行時間 (time-on-stream， TOS)的函數(shù)的絕對CH4濃度。 圖3顯示對于Cu/La/Mn催化劑，作為TOS的函數(shù)的絕對CH4濃度。 圖4顯示在Cu/La/Mn塊狀材料中作為流入溫度的函數(shù)的甲烷轉(zhuǎn)化率。 圖5顯示對于新鮮和老化的Cu/La/Mn催化劑，作為催化劑流入溫度的函數(shù)的CO
轉(zhuǎn)化率。 圖6顯示對于新鮮和老化的Cu/La/Mn催化劑，作為催化劑流入溫度的函數(shù)的H2轉(zhuǎn) 化率。 圖7顯示對于摻雜有0. 1 % Pt的新鮮Cu/La/Mn催化劑，作為催化劑流入溫度的函
數(shù)的C0、^和C仏轉(zhuǎn)化率。 圖8顯示測試結(jié)構(gòu)的示意圖。
實施例 在下列應(yīng)用實施例的框架內(nèi)，使用測試氣體混合物，其類似于與空氣混合后的陽 極廢氣 CH4 :0. 56體積-%
CO:l. 13體積_%
H2 :2. 30體積_%
02:16體積_%
N2 :余額
C02 :9. 5體積_%
1120:12體積-% 不同催化劑的陽極廢氣氧化的催化活性在大氣壓下傳統(tǒng)的管式反應(yīng)器中進行測 試。管式反應(yīng)器具有大約19. 05mm的內(nèi)徑和600mm的加熱長度并且由基于Ni的奧氏體特 種鋼組成。在測試期間在催化劑上方和下方測試氣體入口和氣體出口溫度。
測試氣體混合物被進料到管式反應(yīng)器中，其中在涂覆的金屬整料的情況下總的 GHSV(氣時空速)為25， 000NL/h/L(Emitec，400cpsi和600cpsi金屬整料，V = 7. 4mL)，以 及在塊狀材料測試的情況下為18， 400NL/h/L(壓力50至70mbarg)。塊狀材料類似于下面 的實施例制備并且被測試，篩選出的粒徑分?jǐn)?shù)為顆粒直徑l-2mm。
離析物和產(chǎn)物氣體用IR分析儀進行在線分析ABB A02000系列連續(xù)氣體分析儀 對于C0、C02、H2、CH4來說Uras 14紅外線分析儀模塊；對于02來說Magnos 106氧氣分析儀 模塊。這種氣體分析儀在測試開始之前用相應(yīng)的鑒定測試氣體進行校準(zhǔn)。
在管式反應(yīng)器中催化劑的老化在下列條件下發(fā)生
水熱老化 75(TC，在含有20%水蒸汽的空氣中至少40小時，基于催化劑GHSV為1000NL/h/ L(對于長期測試來說182小時TOS)。
水熱鉀老化 用K2C03(5. 5質(zhì)量-% K)浸漬并且在120。C下干燥12小時的50mL A1203球(SKI 515 ;廠商Rhodia)——其先前已經(jīng)在130(TC下從Y _A1203轉(zhuǎn)化成a _A120310小時——被 沉淀在10-mL催化劑床上，并且空氣和20%水蒸氣在75(TC下流過該床(例如65小時，基 于催化劑GHSV為1000NL/h/L)。水熱鉀老化是模擬在MCFCs中發(fā)生的過程，其中鉀通過連 續(xù)蒸發(fā)從電解質(zhì)中逃逸并且可在陽極廢氣蒸汽中再次發(fā)現(xiàn)。關(guān)于鉀在MCFCs的陽極氣體中 存在的作用，參考S. CAVALLARO等，Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 17. No. 3， 181-186， 1992 ; J. R. Rostrup-Nielsen等，Applied Catalysis A :Genera1126 (1995) 381-390 ;禾口 Kimihiko Sugiura等，Journal of PowerSources 118(2003)228-236。
制備實施例1-基于Pt/Pd的比較催化劑 Pt/Pd催化劑用于比較測試。400或600cpsi金屬蜂窩按照US 4 900 712，實施例 3涂布有修補基面涂層(washcoat)(固體含量40_50% )(理論載量90g/l)。帶涂層的蜂窩 在12(TC下干燥烘箱中干燥兩個小時并且在55(TC下煅燒三個小時(升溫速率2°C /min)。 煅燒的蜂窩用作為PSA(亞硫酸鉑；0. 71g/l ;w(Pt) = 9. 98% ;Heraeus，批號CPI13481)的 Pt通過全吸法(total absorption)浸漬，其中浸漬溶液通過稀釋系列進行制備，因為否 則稱重的量太小。蜂窩留在浸漬溶液中過夜(至少12小時)，以便確保所有的Pt被吸收。 蜂窩然后被吹出并且在12(TC下干燥烘箱中干燥兩個小時并且然后在55(TC下煅燒三個小 時(升溫速率2°C /min)。煅燒的蜂窩用作為硝酸四胺鈀的Pd(2. 13g/l ;w(Pd) = 3. 30% ; Umicore，批號5069/00-07)進行浸漬，其中對于每個蜂窩一個一個地制備溶液。煅燒的蜂 窩的水吸收如下測定將蜂窩浸在水中30秒，將它們吹出并且稱重。溶液的濃度取決于水 吸收(例如，水吸收O. 45g/蜂窩一該蜂窩的Pd荷載(V = 7.86ml) = 0. 0167g — w(Pd)= 2. 93% )。干燥的蜂窩浸在該溶液中20秒，吹出至水吸收的重量并且稱重。它們?nèi)缓笤?12(TC下干燥烘箱中干燥兩個小時并且在55(TC下煅燒三個小時(升溫速率2°C /min)。
制備實施例2-Cu/Mn/La催化劑 要在本發(fā)明框架內(nèi)使用的Cu/Mn/La催化劑首先按照EP 1 197 259 Al，實施例l 進行制備。 這然后可用Pt進行浸漬。此外，所獲得的涂布有Cu/La/Mn的三孔(具有三葉
狀橫截面的細粒，其中在葉中相同距離具有互通的孔，其中孔與葉的軸平行)被粉碎成直 徑l-2mm的顆粒。20g顆粒摻雜有0. 1% Pt。對于此，顆粒用作為乙醇胺鉑的Pt (w (Pt)= 13.87% ;Heraeus，批號77110628)通過全吸法進行浸漬。所需量的Pt用去礦物質(zhì)水填充 至50ml。加入顆粒并且在浸漬溶液中過夜(至少12小時)，以便確保所有的Pt被吸收。 顆粒然后通過抽吸進行萃取并且在12(TC下干燥烘箱中干燥并且在55(TC下煅燒三個小時(升溫速率2t: /min)。
應(yīng)用實施例1 催化劑用穩(wěn)態(tài)測試進行表征。測試在25(TC下開始，溫度階梯式升至65(TC，然后 階梯式降至45(TC。操作條件在任何溫度水平下保持恒定幾小時。圖l顯示相應(yīng)的簡圖。
應(yīng)用實施例2 —系列穩(wěn)態(tài)測試用帶涂層的600cpsi金屬整料(Pd和Pd/Pt以及A1203上的Pt、 Ce、La、Y)進行。結(jié)果顯示在圖2中，其顯示各個催化劑的催化活性。催化劑當(dāng)中甲烷轉(zhuǎn)化 的寬分布被檢測到。此外，清楚的是穩(wěn)態(tài)用這些催化劑不可能實現(xiàn)。甲烷轉(zhuǎn)化隨著TOS增 加急劇降低。盡管所有貴金屬催化劑的初始活性高，它在TOS期間甚至在較低溫度下是不 穩(wěn)定的。Pt/Pd燒結(jié)過程是其可能的原因。 相反以及如從圖3中清楚顯示的，要在本發(fā)明框架下使用的催化劑的熱穩(wěn)定性 驚人地高并且在較高溫度下甲烷轉(zhuǎn)化的活性好。然而，要記住的是應(yīng)用實施例2(GHSV = 25， OOONL/h/L的蜂窩催化劑)不必與應(yīng)用實施例3 (GHSV = 18， 400NL/h/L的塊狀材料催化 劑)直接比較。
應(yīng)用實施例3 圖4顯示Cu/La/Mn塊狀材料中作為流入溫度的函數(shù)的甲烷轉(zhuǎn)化率。新鮮和老化 催化劑的甲烷轉(zhuǎn)化率與老化的貴金屬催化劑相比是良好的。甲烷轉(zhuǎn)化率甚至在水熱老化和 水熱鉀老化后非常穩(wěn)定。新鮮催化劑具有在49(TC下50%的甲烷轉(zhuǎn)化率以及在大約650°C 流入溫度下> 95%的轉(zhuǎn)化率。兩種老化樣品在甲烷氧化活性的情況下具有低的失活，但仍 非?；钴S。在60(TC以上的流入溫度的溫度范圍內(nèi)，失活是可以忽略的。在65小時T0S期 間鉀對催化活性的額外影響是可以忽略的。 因此，由于其相比貴金屬催化劑優(yōu)異的成本/效益比和良好的水熱穩(wěn)定性，要在
本發(fā)明框架下使用的催化劑非常適于燃料電池中陽極廢氣的氧化處理。 應(yīng)用實施例4 正如從圖5和6可見，CO和H2活性在水熱處理后下降。對于50% CO和H2轉(zhuǎn)化 率，燒焦溫度最初是相對高的，分別在22(TC (對于CO)和25(TC (對于H2)。然而，C0和^ 活性在水熱老化后下降。有趣地，鉀老化的催化劑相比正常老化的催化劑在CO和H2轉(zhuǎn)化 期間呈現(xiàn)更好的性能。因為大約25(TC以下的恒定流入溫度是必須的，所以催化劑摻雜有 0. lwt. -% Pt。 CO和H2總的轉(zhuǎn)化溫度可容易降至250°C以下(參見圖7)。
權(quán)利要求
用包含Cu、Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催化劑從燃料電池的陽極廢氣中去除CO、H2和/或CH4的方法。
2. 包含Cu、 Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催化劑在從燃料電池的陽極 廢氣中去除C0、 H2和/或CH4上的應(yīng)用。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法或應(yīng)用，其特征在于從所述陽極廢氣中去除C0、 H2和 /或C4發(fā)生在廢氣燃燒器中。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法或應(yīng)用，其特征在于所述燃料電池是MCFC(熔融碳酸 鹽燃料電池)或S0FC(固體氧化物燃料電池)型。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法或應(yīng)用，其特征在于所述稀土金屬是鑭、鈰。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法或應(yīng)用，其特征在于所述混合氧化物催化劑是氧化催 化劑，其包括銅、錳和任選地一種或更多種稀土金屬的混合氧化物，其中所述金屬可呈現(xiàn)多 價態(tài)，其具有以Cu、 Mn和任選地稀土金屬表示且相對于Cu、 Mn和任選地稀土金屬總量的重 量百分?jǐn)?shù)組成，分別為20至60%、80至20%和0至20%，優(yōu)選地分別為20至55%、75至 30%和5至15%，其中所述稀土金屬具有最低價態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法或應(yīng)用，其特征在于所述氧化催化劑具有下列組成 (為相對于指定氧化物的重量百分?jǐn)?shù))35至40% Cu0、50至60% Mn0和10至15% La203， 并且所述個別金屬可呈現(xiàn)不同的氧化態(tài)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法或應(yīng)用，其特征在于所述混合氧化物被支撐在惰性多 孔無機載體上。
9. 燃料電池設(shè)備，其包括廢氣燃燒器，其特征在于所述廢氣燃燒器具有包含Cu、 Mn和 任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催化劑。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求的燃料電池設(shè)備，其特征在于所述燃料電池是MCFC(熔融碳酸 鹽燃料電池)或S0FC(固體氧化物燃料電池)型。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10之一的燃料電池設(shè)備，其特征在于所述混合氧化物催化劑是 氧化催化劑，其包括銅、錳和任選地一種或更多種稀土金屬的混合氧化物，其中所述金屬可 呈現(xiàn)多價態(tài)，其具有以Cu、Mn和任選地稀土金屬表示且相對于Cu、Mn和任選地稀土金屬的 重量百分?jǐn)?shù)組成，分別為20至60%、80至20%和0至20%，優(yōu)選地分別為20至55%、75 至30%和5至15%，其中所述稀土金屬具有最低價態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用包含Cu、Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催化劑從燃料電池的陽極廢氣中去除CO、H2和/或CH4的方法，和涉及包含Cu、Mn和任選地至少一種稀土金屬的混合氧化物催化劑在從燃料電池的陽極廢氣中去除CO、H2和/或CH4上的應(yīng)用，以及涉及燃料電池設(shè)備。
文檔編號B01J23/889GK101784330SQ200880102851
公開日2010年7月21日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者A·克雷莫納, H-G·翁豐格, S·勒埃斯 申請人:南方化學(xué)公司