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<p><b>Neue Seite</b></p><div>'''PROX''' ist ein Fachbegriff aus der [[Brennstoffzelle]]ntechnik. Das [[Akronym]] steht für '''pr'''eferential '''ox'''idation, das heißt eine bevorzugte [[Oxidation]] eines meist gasförmigen Stoffes an einem [[Katalysator]].<br />
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== Beispiel Kohlenstoffmonoxid ==<br />
Die katalytische, präferenzielle Oxidation von [[Kohlenstoffmonoxid]] (CO) erfolgt an einem [[Heterogene Katalyse|heterogenen Katalysator]] auf einem keramischen Träger zu [[Kohlenstoffdioxid]] (CO<sub>2</sub>). Als Katalysatoren finden [[Edelmetall]]e wie [[Platin]], Platin/[[Eisen]], Platin/[[Ruthenium]], [[Gold]]-Nanopartikel Verwendung und neuartige [[Kupfer(II)-oxid|Kupfer-]]/[[Cer]]-Mischoxid-Katalysatoren. Diese Reaktion ist Gegenstand der aktuellen Brennstoffzellenforschung. Bei der Herstellung von Wasserstoff entsteht Kohlenmonoxid. Mit CO verunreinigter Wasserstoff setzt bei der Reaktion in der H<sub>2</sub>/O<sub>2</sub>-Brennstoffzelle den [[Wirkungsgrad]] herab, da CO an der Platin-[[Anode]] [[Adsorption|adsorbiert]] wird. Die ''PROX'' wird verwendet, um das CO nach der [[Wassergas-Shift-Reaktion]] von einer Konzentration im Bereich 0,5–1,5 % aus dem [[Synthesegas|Brenngas]] auf möglichst unkritische Werte ([[PEMFC]] <&nbsp;10&nbsp;[[Parts per million|ppm]]) abzusenken.<br />
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:<math>\mathrm{2\ CO + O_2 \longrightarrow 2\ CO_2}</math><br />
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Eine [[Stöchiometrie#Selektivität (SP)|Selektivität]] von 100 % ist bei chemischen Reaktionen jedoch nie möglich.<br />
Die Selektivität S beschreibt das Ausmaß an Nebenreaktionen.<br />
Die entscheidende Konkurrenzreaktion ist die Oxidation von Wasserstoff<br />
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:<math>\mathrm{2\ H_2 + O_2 \longrightarrow 2\ H_2O}</math><br />
<br />
Nachteil dieser Technologie ist die sehr stark [[exotherm]]e Reaktion, ein sehr enges Temperaturfenster für optimale Betriebsbedingungen (circa 50 [[Kelvin]]) und ein Wasserstoffverlust um einen Prozentpunkt. Es ist eine effiziente Kühlung erforderlich. Um den Wasserstoffverlust und eine weitergehende Verdünnung mit Luft-Stickstoff zu minimieren, wird die Reaktion in aller Regel zweistufig mit einer Zwischenkühlung ausgeführt. Im ersten Reaktor wird ein Sauerstoffüberschuss um Faktor 2 zugegeben und circa 90 % des CO [[Umsatz (Naturwissenschaft)|umgesetzt]]. In der zweiten Stufe wird ein wesentlich höherer [[Verbrennungsluftverhältnis|Luftüberschuss]] um Faktor 4 zugegeben um den verbliebenen CO-Anteil auf eine Konzentration <&nbsp;10&nbsp;ppm zu senken. Um auch bei Lastwechseln CO-Spitzen zu vermeiden, kann im [[instationär|instationären Betrieb]] noch eine nachgeschaltete CO-[[Adsorption]] notwendig sein. Der apparative und steuerungstechnische Aufwand ist relativ groß. Der Vorteil gegenüber der [[Selektive Methanisierung|selektiven Methanisierung]] ist eine höhere [[Raumgeschwindigkeit]] und dadurch kleinere Reaktoren. Für den Fall eines starken Temperaturanstiegs kann einfach die Zuführung von Luft unterbrochen werden.<br />
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Der Technische Ursprung für die CO-PrOx liegt in der [[Haber-Bosch-Verfahren|Ammoniaksynthese]]. Dort wird auch unbedingt ein weitgehendes CO-freies Synthesegas benötigt, da CO für die dort üblichen eisenbasierten Katalysatoren ein starkes [[Katalysatorgift]] ist.<br />
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== Literatur ==<br />
* Ralf Peters et al.: ''Gasaufbereitung für Brennstoffzellen''. In: ''Chemie Ingenieur Technik'', Jg. 76 (2004), Heft 10, S. 1555–1558, {{ISSN|1522-2640}}.<br />
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{{SORTIERUNG:Prox}}<br />
[[Kategorie:Brennstoffzellentechnik]]<br />
[[Kategorie:Wasserstoffherstellung]]<br />
[[Kategorie:Abkürzung]]</div>imported>Hutch