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초임계수 촉매를 이용한 바이오매스로부터 수소생산

전문가 제언: ○ 지구환경오염에 대처하기 위해서는 세계의 오일감산 프로젝트가 가장 중요한 포인트가 된다. 오일감산으로 석유생산 제품의 가격 상승은 바이오연료 사용을 촉발시켰으며, 이러한 영향으로 미국은 10년 동안 바이오에너지 사용량이 3배 증가되었고 유럽은 2010년까지 수송용 연료를 최소 5.75%까지 바이오연료로 대체하는 목표를 세웠다.

○ 초임계수 유체는 균질한 반응환경을 만들기 때문에 입자 혼합물을 포함한 열 및 질량전이, 수분 내의 신속반응과 같은 여러 가지 이점을 갖고 있어 친환경적이라 할 수 있다. 또한 연속 생산이 용이하고 간편하여 생산규모 확장이 쉽다. 초임계 조건의 특징은 유기재료를 산화하여 유용한 생산물을 추출하고 분리하는 데 이상적이다.

○ 고압 하에서 바이오매스 가스화를 위해서는 바이오매스 중 가장 안정된 성분인 셀룰로오스를 22.1MPa의 초임계 압력에서 물의 임계온도 보다 낮은 온도 조건으로 신속하게 분해시키는 것이다. 어떻든 타르 가스화는 바이오매스의 전체 증기 개질에서 장해물이 된다.

○ 초임계유체는 독특한 특성 때문에 리그노-셀룰로오스의 화학적 전환에 도움을 주게 된다. 셀룰로오스 시료에 대한 초임계수 처리는 만족할 만한 에탄올 발효 당을 얻기 위해 실시하게 되며 또한 셀룰로오스의 동시-액화는 수소생산을 목적으로 개발되었다.

○ 이 글에서는 SCWG 프로세스의 Ru/TiO2 촉매 특성 연구 중 보조제로 Na+ 혹은 K+ 양이온을 추가 사용함으로써 물-가스 변환 반응을 촉진할 수 있었고 탄소 전환율은 저조하였다. 그리고 리그노-셀룰로오스 재료 및 피혁공장 폐기물과 같은 혼합물에 대한 CSCWG 연구에서는 K2CO3 및 NaHCO3·Na2CO3·2H2O 촉매를 사용함으로서 수소수율을 크게 향상시키는 결과를 얻었다.

저자: Y. Guo, S.Z. Wang, D.H. Xu, Y.M. Gong, H.H. Ma, X.Y. Tang
자료유형: 학술정보