โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างองค์ความรู้พื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับเครื่องปฏิกรณ์แบบหลายหน้าที่สำหรับอุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเคมี งานที่ศึกษาสามารถแบ่งออกเป็น 3 หัวข้อย่อย คือ 1) การศึกษาทางด้านเซลล์เชื้อเพลิง 2) การศึกษาระบบการเกิดปฏิกิริยาที่มีการสกัด และ 3) การศึกษาการดำเนินงานแบบสลับ ในหัวที่ 1 ได้ศึกษาสมรรถนะของระบบเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็ง (SOFC) ที่ป้อนด้วยเอทานอลชีวภาพ การศึกษาพบว่าเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งที่ใช้อิเล็คโตรไลท์ชนิดที่นำอิออนออกซิเจนจะให้สมรรถนะทางทฤษฎีสูงกว่าเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งที่ใช้อิเล็คโตรไลท์ชนิดที่นำโปรตอน อย่างไรก็ตาม สมรรถนะจริงเมื่อพิจารณาค่าความต้านทางของเซลล์จะให้ผลที่ตรงข้าม การศึกษาได้พิจารณาระบบที่รวมระหว่างเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งและหอกลั่นแยกเอทานอลชีวภาพ ความร้อนส่วนเกินจากระบบเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งจะใช้เป็นแหล่งพลังงานให้กับหม้อต้มของหอกลั่น การศึกษายังพิจารณาถึงสมรรถนะของระบบให้สภาวะที่ไม่ต้องใช้พลังงานอื่นจากแหล่งภายนอก งานวิจัยยังได้ศึกษาระบบเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งที่ป้อนด้วยแก๊สชีวภาพที่ใช้หน่วยเปลี่ยนสภาพเชื้อเพลิงที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังได้เสนอแนะแนวทางในการเพิ่มสมรรถนะของเซลล์เชื้อเพลิงด้วยวิธีต่างๆ งานในส่วนที่สองเกี่ยวข้องกับระบบการเกิดปฏิกิริยาและการสกัดสำหรับการผลิตฟีนอลจากปฏิกิริยาไฮดรอกซิเลชันของเบนซีนด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ การศึกษาได้ทำการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาหลายชนิดและทดสอบความว่องไวของปฏิกิริยา พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Fe/TiO2 มีความเหมาะสมสำหรับใช้ทำปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังศึกษาถึงผลของการเติมโลหะตัวที่สองและสามต่อการเพิ่มสมรรถนะในการเกิดปฏิกิริยา งานวิจัยบางส่วนยังได้ศึกษาการรวมหน้าที่การเกิดปฏิกิริยาและการสกัดเข้าด้วยกัน งานวิจัยในหัวข้อสุดท้ายเกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้หลักการของการดำเนินการแบบสับเปลี่ยนสำหรับการผลิตแก๊สไฮโดรเจนจากมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ สารตั้งต้นจะถูกป้อนสลับเข้าสู่เบดของตัวเร่งปฏิกิริยา โดยในขั้นตอนการป้อนมีเทนจะได้แก๊สไฮโดรเจนบริสุทธิ์เป็นผลิตภัณฑ์ ในขณะที่ขั้นตอนการป้อนคาร์บอนไดออกไซด์จะได้แก๊สคาร์บอนมอนนอกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ การศึกษายังได้เปรียบเทียบผลที่ได้กับการดำเนินการแบบต่อเนื่องที่เป็นรูปแบบการดำเนินการแบบดั้งเดิม This project was aimed to develop new basic knowledge related to multifunctional reactors for chemical and petrochemical industries. The works were focused on 3 sub-research topics including 1) Study on fuel cells, 2) Study on reaction and extraction system and 3) Study on periodic operation. For the first topic, the performance of solid oxide fuel cell (SOFC) system fuelled by bioethanol was investigated. It was revealed that an SOFC with an oxygen-conducting electrolyte (SOFC-O2-) showed superior theoretical performance to an SOFC with a proton-conducting electrolyte (SOFC-H+). However, the actual performance considering cell resistances showed the opposite trend. The combined system of an SOFC and a distillation column for bioethanol purification was examined. Excessive heat from the SOFC system was utilized as a heat source for the reboiler of the distillation column. The study also focused on the performance of the integrated system under the energy-self sufficiency condition of the system. Another SOFC system was focused on using biogas as a fuel. A suitable feed composition which was safe from anode deactivation by carbon formation was determined for different types of fuel processor and the performance of the biogas-fuelled SOFC with different types of fuel processor was compared. The research also focused on proposing different approaches for performance improvement of SOFC. The second topic mainly focused on studying the reaction and extraction system for production of phenol from the liquid phase hydroxylation of benzene by hydrogen peroxide. Various catalysts were prepared and tested for catalytic activity. The Fe/TiO2 was selected as a suitable catalyst in the study. Various second or third metals were added in the catalyst for the catalytic performance improvement. Some work was carried out to investigate the reaction system that combines both reaction and extraction functions. The last topic applied the concept of periodic operation for hydrogen production from methane and carbon dioxide. The reactants were alternately fed to the catalyst bed. During the methane feed period, pure hydrogen was the product. Carbon dioxide was fed in the other period for catalyst regeneration, yielding carbon monoxide as the product. It was reported that only under some operating conditions, the periodic operation offered a comparable or superior performance over the conventional continuous operation.