[发明专利]电化学自动热重整器

权利要求书

1、一种适用于电化学自动热重整器的复合膜层，包括：

(a)一个具有预测定孔隙率、能选择性地把重整的燃料组分(H₂)扩散至复合膜层的承载部件；

(b)覆盖在所述承载部件上的一个气体可渗透衬底层；

(c)一个促使H₂解离成质子和电子的、覆盖在所述衬底层上的第一催化剂层；

(d)选自由已知的质子和电子导体(混合的离子导体)组成的组的一种氧化物层，该导体能在升高的温度下传导覆盖所述第一催化剂层的2H⁺+2e^-；以及

(e)促使覆盖在所述氧化物层上的重新结合(或质子和电子重新结合成分子氢)的一种第二催化剂层。

2、一种适用于燃料重整过程的复合膜，其包括：

(a)一个稳定的多孔陶瓷承载部件；

(b)一个覆盖在所述承载部件上的气体可渗透的陶瓷衬底层；

(c)一个覆盖所述衬底层的第一微粒金属催化剂层；

(d)一个覆盖所述第一催化剂层的气体不可渗透的金属氧化物层；以及

(e)一个覆盖所述金属氧化物层的第二微粒金属催化剂层。

3、一种适用于由燃料重整过程的氢产生区中选择性地提取或除去氢的复合分离器膜层，其包括：

(a)一个机械性能稳定的多孔陶瓷承载部件；

(b)一个覆盖在所述承载部件上的薄的气体可渗透的陶瓷衬层；

(c)一个促使H₂解离为2H⁺+2U^-的、覆盖在所述第一催化剂层上的第一薄金属催化剂层；

(d)一个在升高的温度下能传导2H⁺+2e^-的、覆盖在所述第一催化剂层上的金属氧化物层；以及

(e)一个能促进2H⁺+2e^-重新结合成H₂的、覆盖在所述氧化物层上的第二薄金属催化剂层。

4、如权利要求3所述的膜层，其中所述衬底层包含Al₂O₃。

5、如权利要求4所述的膜层，其中第一和第二催化剂层包括铂。

6、如权利要求5所述的膜层，其中铂为不连续的微粒状。

7、如权利要求5所述的膜层，其中金属氧化物层包括WO₃。

8、一种氢的形成和提取方法包括：

在氢产生区中进行包括分子氢和其他反应产物的混合气体的化学反应；

使复合膜层的一面与所述氢产生区内的所述混合气体保持接触，所述的复合膜层包括以一种混合离子层夹在两个微粒铂的催化剂层间的WO₃；

在所述膜层的一面上，将所述分子氢解离成离子的或质子的氢及缔合的电子，使所述的离子氢通过所述膜层至所述膜层的另一面，并于该处与缔合的电子重新结合成分子氢；及

由所述膜层的所述另一面取走氢，从而由所述的氢产生区除去氢。

9、如权利要求8所述的氢的形成和提取方法，其中该WO₃层厚约760纳米。

10、如权利要求8所述的氢的形成和提取方法，其中所述膜层有一个选自由有孔金属、膨胀金属、多孔金属、多孔陶瓷及其混合物组成的组的机械性载体。

11、如权利要求8所述的氢的形成和提取方法，其中所述氢产生区的温度维持在约800°至约1400°F。

12、如权利要求8所述的氢的形成和提取方法，其中所述化学反应包括水蒸汽/甲烷重整反应：。