연료전지용 연료유의 흡착탈황기술

전문가 제언

○ 환경오염을 개선할 수 있는 연료전지 자동차의 개발이 세계적인 주목을 받고 있다. 그리고 연료유는 높은 에너지 밀도와 수송 및 저장에서의 안전성으로 인해 연료전지 자동차 및 마이크로 연료전지의 수소 공급원 중 하나로 검토되고 있다. 연료유를 수소 공급원으로 사용하기 위해서는 황 함유량을 극히 낮은 수준으로 낮추어야 하며 따라서 초심도 탈황기술이 크게 주목받고 있다.

○ 특히 일본 Itematshu Kosen사는 2004년 4월에 Kanakawa현 Hatano시에 세계 최초로 등유 개질형 수소 충전소를 개설하였다. 이는 시중에서 판매되는 등유를 원료로 하여 Itematshu가 개발한 등유 탈황 개질기술을 사용하여 제조한 수소를 PSA(Pressure Swing Adsorption) 장치를 사용하여 99.99% 이상의 순도로 정제한 후에 압축기로 압력을 높여 연료전지 자동차에 공급하는 시설이다.

○ 이 자료는 등유의 황 성분을 낮출 수 있는 Ni계 탈황제, 활성탄 탈황제, 흡착탈황, 계단식 흡착탈황 등의 탈황기술을 소개하고 있으며 등유를 수소 공급원으로 하는 연료전지 시스템에 대해서도 기술하고 있다.

○ 우리나라에서도 화학연구소가 주축이 되어 티타늄 그래프팅(grafting)된 SBA-15촉매(Ti-grafted SBA-15)상에서 TBHP(tert-butylhydroperoxide)를 산화제로 사용하여 회분식 반응기에서 황 화합물 및 디젤유분(LCO: Light Cylcle Oil)의 선택산화탈황(ODS: Oxidative Desulfurization) 반응을 수행하고 티타늄 함량, 산화제/황의 몰 비, 반응온도의 효과 및 반응속도 상수와 활성화 에너지를 조사한 바 있다.

○ 티타늄이 5wt% 도입된 Ti-grafted SBA-15 촉매는 난분해성 황 화합물인 DBT(Dibenzothiophene)과 4,6-Dimethyldibenzothiophene의 sulfone 화합물과의 산화반응 시에 표준반응조건(TBHP/S=2.5, 80℃, 1기압)에서 반응개시 후 20분 뒤에 100% 전환되는 우수한 활성을 나타내었다. 실제 LCO를 원료로 성능시험을 한 결과 활성이 우수하게 나타났으며 Ti-grafted SBA-15 촉매는 LCO에 함유되어 있는 난분해성 황 화합물의 선택적 산화탈황촉매로서의 사용 가능성을 보였다.

저자

Y. Toida

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2010

권(호)

89

잡지명

日本エネルギ―學會誌

과학기술
표준분류

에너지

페이지

237~242

분석자

이*찬

분석물

• 연료전지용 연료유의 흡착탈황기술.pdf [318,156 byte]

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