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산소투과성 세라믹을 이용한 메탄으로부터의 수소제조

전문가 제언: . ○ 고체고분자형 연료전지는 자동차 탑재나 이동형 전원 및 가정용 등으로 가장 많은 연구가 진행되고 있는 연료전지 중 하나이다. 이 전지는 시스템 내의 전극재료의 독작용을 방지하기 위해 공급되는 수소 중의 CO 함량을 10ppm 이하로 엄격하게 제어한다.

○ 순수한 수소의 제조 있어서 가장 효율적이며 경제적인 방법의 도출이 현재 각국이 노력을 경주하고 있는 연구의 주제이다.

○ 산소투과성 세라믹을 이용한 메탄의 개질법은 재래식의 수증기 개질법에서 야기되는 개질기의 승온 시간과 온도 유지를 위한 미반응 수소를 계속 연소시켜야 한다.

○ 부분산화법은 제조된 수소에 혼입된 질소 등의 불순가스의 제거와 메탄과 동시에 투입되는 산화제로 인하여 안정성과 제어의 어려운 점을 지적하였다.

○ Takamura가 제시한 Ce0.8Sm0.2O2-δ-15MFO의 대표적인 스피넬형 전자도전성 산화물 복합체는 1000℃에서 산소투과 속도가 최대 10 μmol․cm-2․s-1로서 우수한 결과물임을 입증하고 있으며, 세라믹의 간단성과 메탄과 공기의 격막이 되는 등의 장점을 기술하였다.

○ 산소의 분리를 세라믹 막을 이용하여 쉽게 시행하는 것은 종래의 부분산화에서 보이는 불순가스의 혼입 등을 방지하는 탁월한 방법이 될 수 있다. 그러나 투과성 세라믹의 분리능이 아주 탁월하다는 기술적 요청에 얼마나 접근하는가의 문제와 1,000℃의 고온에서의 기계적 강도와 내구성이 앞으로 보완해야 할 문제로 보인다.

저자: Hitoshi Takamura
자료유형: 학술정보