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환경과 에너지 분야에 응용하는 다공성 탄소기반의 촉매

전문가 제언: ○ 본 논문은 Fischer Tropsch 합성법과 바이오메스 전환과 같은 합성연료 생산 공정이나 CO, NOx, SOx 제거와 관련된 환경 분야에서, 다공성 탄소의 촉매담체로 응용가능성에 초점을 맞추어 촉매 제조법과 촉매활성도를 분석하였다.

○ 촉매담체는 기공(pore)의 직경, 기공부피, 비표면적(specific surface area)과 같은 구조적 특성 뿐 아니라 물리적 강도, 화학적 안정성, 열적 안정성, 모양 및 입자크기, 내구성, 가격 등 여러 가지 요소들을 고려하여 선택된다. 따라서 본 논문에서 검토된 다공성 탄소들이 촉매담체로 실용화되기 위해서는 앞으로 더 많은 연구결과들을 필요로 할 것으로 판단된다.

○ 국내에서도 탄소나노튜브(CNT)와 탄소나노섬유를 촉매담체로 응용한 연구사례가 있으며 세라믹, 다공성 고분자, 실리카, 알루미나, 제올라이트, TiO2 등 많은 물질들이 촉매담체로 연구대상이 되고 있다.

○ 주형탄소(templated carbon)를 촉매담체로 응용하기 위한 국내 연구사례는 많지 않으며, 최근에 Ru 촉매의 담체로 사용하기 위해 계면활성제 주형법(surfactant templating)으로 중간크기 기공(meso pore)을 갖는 탄소의 제조에 관한 연구사례가 있다.

○ 다공성 탄소와 같이 기공이 발달된 재료들을 촉매담체로 사용할 경우 촉매입자로 인한 기공의 막힘(pore blocking)이 최소화되도록 촉매가 제조되어야 하며, 촉매가 담체에 안정적으로 부착될 수 있도록 담체의 표면을 화학적으로 가공하는 방법이나 촉매담체의 표면분석과 같은 분야도 유용한 연구주제가 될 수 있다.

○ 환경과 에너지 분야에 응용되는 대부분의 촉매들이 고가이기 때문에, 소량의 촉매로 촉매효율을 극대화 시키는 방안들이 개발되어야 한다. 따라서 적절한 담체를 선택하고 촉매를 담체에 고르게 분산시킬 수 있는 제조방법들에 대한 연구가 지속되어야 한다.

저자: Yunxia Yang, Ken Chiang, Nick Burke
자료유형: 학술정보