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수소 생산에서 탄화수소 개질에 의한 입자형 촉매 대체 모노리스 구조

전문가 제언: ○ 수소경제시대를 대비한 대규모 수소의 생산과 분배시스템, 수소의 이용에 대한 연구가 범세계적으로 선진국이 국책 연구사업으로 추진되고 있다. 이러한 연구는 주로 물의 분해에 의한 수소의 제조와 이송, 분배 등이 이루어지는 새로운 수소 에너지원시스템을 대상으로 하고 있으나 현재, 대부분의 수소는 탄화수소로부터의 개질반응에 의하여 생산되고 있다.

○ 수소를 연료로 사용하는 연료전지자동차의 충전소, 연료전지 발전소용 수소의 공급과 공정용 수소의 제조를 위한 현장 수소 제조장치 등 소규모 수소 제조장치에 대한 가까운 장래에 다양한 시장 수요가 예측되며, 이에 따라 기존의 수소 제조기술의 소형화/현대화 기술의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

○ 탄화수소의 개질반응으로 수소를 생산하는 재래의 반응기들은 대부분 입자형 촉매를 사용하고 있다. 이 재래식 공정은 사용하는 촉매가 의 제약성 때문에 반응기를 소형화함에 한계가 있다. 자동차 배기가스 처리에 사용하고 있는 형태의 모노리스 촉매를 이용한 반응기의 개발이 한층 효율적이고 효과적인 수소 생산과 정제과정이 압축된 반응기 개발의 주도적인 역할을 하고 있다.

○ 이 보고서는 탄화수소 개질, 수성가스 변환 및 생산된 수소기류 중의 일산화탄소 제거를 위한 선택산화공정 등을 위하여 개발하고 있는 귀금속 모노리스 촉매의 개발 현황을 기술하고 있다. 우리나라도 수소연료전지와 수소연료 자동차의 연료충전 등에 대비한 소규모 수소 생산 공정을 위한 모노리스형 촉매의 개발과 이를 활용한 공정압축형 반응기의 개발에 보다 많은 연구와 투자가 있어야 할 것으로 생각된다.

저자: Thomas Giroux et.al.
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