금속촉매 담지 산소화 탄화수소의 수용상 개질에 의한 재생 수소와 알칸의 촉매 및 공정 조건(A review of catalytic issues and process conditions for renewable hydrogen and alkanes by aqueous-phase reforming of oxygenated hydrocarbons over supported metal catalysts)

전문가 제언

□ 연료전지는 청정하고 효율적 에너지 생산의 유망한 장치로서 각광을 받고 있다. 연료전지는 수소연료로서 비교적 저온(약 350K)에서 에너지를 생산하고 부산물로서는 오직 물뿐이다. 수소연료전지는 환경에 아주 낮은 부담을 준다. 현재 수소를 제조하는 주요방법은 비 재생성 탄화수소 공급 원료를 고온의 스팀개질로 처리한다. 만일 바이오매스와 같은 재생성 원료로부터 수소를 생산할 수 있다면, 환경에 막대한 이익을 주는 에너지 생산이 실현될 수 있다.

□ 최근에 개발되는 수소생산기술 중의 하나는, 바이오매스에서 유도된 산소함유 탄화수소인 메탄올, 에틸렌글리콜, 글리세롤, 포도당 및 소르비톨 등의 APR로부터 촉매를 사용하여 수소를 생산하는 것이다. 이 방법은 재생성 공급원료를 사용하는 것에 부가하여 APR공정은 물과 산소함유 탄화수소의 증발 필요성을 생략하여 수소생산에 필요한 에너지를 대폭 절감할 수 있다.

□ APR은 단일단계 촉매공정으로써 낮은 CO수준에서 H2 및 CO2를 생성한다. 이들을 직접 생성하기도 하지만 CO중간생성물 및 수성가스전환을 통하여 생성한다. 일반적으로 비교적 저온(~500K)에서 APR에 의해 H2 및 CO2를 생성하지만 선택성 문제가 부수된다. 이유는 H2는 CO 및 CO2와 저온에서 반응하여 알칸을 생성하는 것이 열역학적으로 아주 유리하기 때문이다. 그러므로 효과적인 촉매를 사용하여 APR과정에서 산소함유 탄화수소 반응물의 C-C, O-H 및 C-H결합을 절단해야 한다.

□ 실험결과에 의하면 Pt, Pd 및 Ni-Sn합금의 촉매가 수소생산에 높은 선택성 및 낮은 알칸 생성의 경향을 보이고 있다. 특히 APR공정에 사용되는 촉매는 담체의 산성 또는 알칼리성에 따라 수소생산 선택성에 중요한 영향을 미치고 한다. 그러므로 촉매를 선택할 때는 담체의 종류, 수용액의 pH, 공급물의 형태, 독성원소 및 반응경로 등에 따라 효율성과활성이 좌우되므로 이들을 종합하여 적절한 촉매를 선택해야 한다.

저자

R.R. Davda, J.W. Shabaker, G.W. Huber, R.D. Cortright1, J.A. Dumesic

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2005

권(호)

56

잡지명

Applied Catalysis B: Environmental

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

171~186

분석자

서*석

분석물

• 금속촉매 담지 산소화 탄화수소의 수용상 개질에 의한 재생 수소와 알칸.pdf [178,557 byte]

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