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Why does the Conductivity of a Nickel Catalyst Increase during Sulfidation? : An Exemplary Study Using an In Operando Sensor Device

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Fremerey, Peter ; Jess, Andreas ; Moos, Ralf:
Why does the Conductivity of a Nickel Catalyst Increase during Sulfidation? : An Exemplary Study Using an In Operando Sensor Device.
In: Sensors. Bd. 15 (Oktober 2015) Heft 10 . - S. 27021-27034.
ISSN 1424-8220
DOI: 10.3390/s151027021

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Abstract

In order to study the sulfidation of a catalyst fixed bed, an in operando single pellet sensor was designed. A catalyst pellet from the fixed bed was electrically contacted and its electrical response was correlated with the catalyst behavior. For the sulfidation tests, a nickel catalyst was used and was sulfidized with H₂S. This catalyst had a very low conductivity in the reduced state. During sulfidation, the conductivity of the catalyst increased by decades. A reaction from nickel to nickel sulfide occurred. This conductivity increase by decades during sulfidation had not been expected since both nickel and nickel sulfides behave metallic. Only by assuming a percolation phenomenon that originates from a volume increase of the nickel contacts when reacting to nickel sulfides, this effect can be explained. This assumption was supported by sulfidation tests with differently nickel loaded catalysts and it was quantitatively estimated by a general effective media theory. The single pellet sensor device for in operando investigation of sulfidation can be considered as a valuable tool to get further insights into catalysts under reaction conditions.

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Zusätzliche Informationen (öffentlich sichtbar): Special Issue Gas Sensors—Designs and Applications
Keywords: fixed bed catalyst; sulfur poisoning; nickel to nickel sulfide transformation; percolation; in operando
DOI der Veröffentlichung: 10.3390/s151027021
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Chemische Verfahrenstechnik
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Chemische Verfahrenstechnik
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Chemische Verfahrenstechnik > Lehrstuhl Chemische Verfahrenstechnik - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Andreas Jess
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Fakultäten
Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
Eingestellt am: 29 Okt 2015 08:19
Letzte Änderung: 08 Feb 2017 10:44
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/3139