| 학회 |
한국화학공학회 |
| 학술대회 |
2014년 봄 (04/23 ~ 04/25, 창원컨벤션센터) |
| 권호 |
20권 1호, p.854 |
| 발표분야 |
촉매 및 반응공학 |
| 제목 |
선택적 일산화탄소 메탄화 반응을 위한 니켈기반 촉매의 귀금속 첨가효과 |
| 초록 |
고분자전해질연료전지의 음극(Pt촉매)은 반응 수소에 포함된 미량의 일산화탄소(CO)의 비가역적 흡착으로 쉽게 피독될 수 있으므로 개질가스 내에 잔류하는 0.5–1 vol%의 CO 농도를 10 ppm 이하로 낮추어줄 수 있는 CO 정제공정이 요구된다. 선택적 CO 메탄화 반응은 이 개질가스의 수소와 CO를 선택적으로 반응시켜 메탄을 생산하므로 추가적인 반응물의 주입 없이 CO를 효과적으로 제거 할 수 있다. 이러한 선택적 CO 메탄화 반응의 현실적 적용을 위해서는 넓은 온도영역(200–250 °C)에서 우수한 CO 메탄화 반응의 활성과 선택성을 가진 촉매가 필요하다. 본 연구에서는, 메탄화 반응 촉매에 주로 사용되는 니켈(Ni)을 주 활성금속으로 사용하고 활성강화를 위해 비표면적이 넓은 γ-Al2O3를 지지체로 사용하여 30 wt%를 담지하였다. 그리고 고담지되는 Ni 입자의 고분산 안정화를 위해, 마그네슘을 첨가하고 증착침전법을 이용하여 Ni-MgO/γ-Al2O3 촉매를 제조하였다. 이 촉매의 저온활성과 CO에 대한 선택도를 향상시기 위해 수소 spillover 특성, CO/CO2 흡착에너지 등의 물성을 고려하여 귀금속을 선정하고 1 wt %를 함침법으로 Ni-MgO/γ-Al2O3 촉매에 담지하였다. 제조된 촉매는 GHSV=2400/h, 반응 가스조성 CO:CO2:H2:H2O:N2=1:20:57:15:5의 조건에서 반응활성 및 CO 선택도가 관찰되었고 XRD, TPR, H2 화학흡착, CO2-TPD 등의 특성분석을 수행하였다. 이를 통해 첨가된 귀금속이 촉매활성 및 CO 선택도에 미치는 영향을 알아보았다. |
| 저자 |
김우현1, 이형주1, 구기영1, 윤왕래1, 설용건2
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| 소속 |
1한국에너지기술(연), 2연세대 |
| 키워드 |
선택적 일산화탄소 메탄화; 니켈; 증착침전법; 개질가스
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| 원문파일 |
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