| 초록 |
매체순환식 건식개질은 온실가스(메탄, 이산화탄소)를 GTL활용에 용이한 조성비(H2/CO = 2)을 갖는 합성가스와 일산화탄소를 동시에 생산할 수 있는 사이클 공정으로 주목받고 있다. 그러나 매체순환식 반응에서 이용되는 고성능의 산소공여입자를 합성하기 위해서는 주로 귀금속 또는 란탄족 원소의 값비싼 재료를 필요로 한다. 본 연구에서는 메탄분해반응에서 생성되는 탄소를 반응중간물로 이용하여 비교적 저렴한 전이금속기반 산화물에서도 높은 성능을 달성하였다. 졸-겔방법으로 합성한 Ni-Al, Fe-Al, Ni-Fe-Al의 금속산화물 촉매에서 Ni-Al은 Ni입자의 응집으로 인한 촉매 비활성을 보였으며 Fe-Al에서는 H2/CO 비율을 보정하기 위한 feed의 CO2양이 일정 지점을 넘었을 때 촉매 활성이 급격히 줄어드는 모습을 보였다. 반면 Ni-Fe-Al은 입자의 응집을 보이지 않았으며 높은 CO2 분압에서도 활성이 유지되어 99%의 CH4 conversion (1st step), 86% CO purity (2nd step)를 20 사이클 동안 달성하였고 매체순환식 건식개질에 적용될 수 있는 우수한 재료임을 확인하였다. |
