| 초록 |
21세기 미래의 신 에너지로써 수소는 최근 많은 관심을 불러일으키고 있다. 특히 이러한 수소를 대량 생산하기 위한 방법으로 풍부한 물을 바탕으로 한 열화학적 물 분해 수소제조 기술에 대하여 연구가 진행되고 있으나, 매체 재생능력 한계와 대량 생산을 위한 공정 구축의 문제를 안고 있다. 따라서, 본 연구는 고온에서 안정성이 뛰어나며 산화-환원력을 모두 갖추고 있다고 알려진 스피넬 (spinel)구조의 페라이트 물질을 조업 특성이 용이한 유동층 반응 시스템에 도입함으로써 수소의 대량생산 기술을 개발하고자 한다. 실험은 산화철, 산화망간, 산화아연 등을 이용하여 고상법으로 MnFe2O4, ZnFe2O4를 제조 하였다. 제조된 페라이트는 X-선 회절분석을 통하여 구조를 확인하였으며, 산화-환원 조건, 물 분해 성능 및 재생성을 파악하기 위하여 열 중량 분석을 수행하였다. 환원 반응은 메탄과 질소 가스 분위기에서 진행되었으며, 900oC에서 반응기 내 압력이 대략 1.5~1.6 bar인 조건에서 최적의 환원력을 나타냄을 관찰할 수 있었다. 물 분해 단계에 있어서는 환원된 입자를 연속으로 산화-환원 5회 반복실험 함으로써 각 물질의 물 분해 능력과 재생성에 대하여 관찰하였다. 그 결과 ZnFe2O4 경우 MnFe2O4 보다 산화-환원 능력은 우수하였으나, 반복적인 재생성에 있어서는 MnFe2O4 보다 성능이 상당히 떨어짐을 확인할 수 있었다. |
