| 초록 |
고분자전해질연료전지를 위한 연료개질시스템은 연료전지의 백금 전극촉매의 피독을 막기 위해 개질가스의 CO 농도를 10 ppm 이하로 유지해야 한다. 이를 위해, 연료개질기와 수성가스전이반응을 거쳐 생산된 CO와 CO2가 모두 포함된 개질가스에서 CO의 선택적 메탄화 반응에 대하여 연구하였다. 이 CO 메탄화 반응을 위하여 deposition-precipitation 방법으로 합성한 Ni-MgO/ɣ-Al2O3 촉매를 사용하였고, 이 반응 시스템에서 일어나는 반응들의 kinetics에 대한 연구가 수행되었다. 반응메카니즘을 반영한 반응속도식의 결정을 위해, CO 및 CO2의 메탄화 반응들은 Langmuir chemisorption 이론에 기반한 반응속도식을 사용하였고 그 외의 부반응들은 power law 형식의 반응속도식을 사용하였다. 그리고 200 – 350 °C 온도 범위에서의 lab-scale 실험에서 얻어진 데이터로 Levenberg-Marquardt 알고리듬을 이용하여 이 모든 반응속도식들에 포함된 반응속도상수들이 결정되었다. 따라서, 본 연구에서 제안된 CO 메탄화 반응기에서 발생하는 반응들의 수학적 모델은 CO 메탄화 반응에 대한 선택도를 향상시키기 위한 촉매 설계와 촉매반응기의 최적 설계를 위한 기초자료로 활용 가능하다. |
