연료전지 수소경제를 위한 새로운 촉매와 반응기 설계

전문가 제언

 

○ 양자교환막 연료전지(PEMFC)에서 수소를 얻는 가장 경제적으로 유리한 방법은 현재로는 천연가스를 개질(reforming)하는 것이다. 그런데 천연가스의 개질은 고온과 고압이 수반되는 전통적인 화학공정으로 수소이용 사이트, 사용량, 수소를 이용하여 생산하는 제품 등 스펙에 따라 시설의 규모와 수송 및 저장 등에 대한 장소와 기술적 사항들이 면밀히 고려되어야한다.

 

○ 천연가스에서 수소로의 전환공정은 천연가스 속에 있는 황을 제거하는 탈황, 메탄에서 수소로의 전환, 전환반응에서 생긴 부생가스의 제거, 수성가스의 전환 등 단계별 공정이 많다. 이들 공정은 주어지는 온도와 압력이 각각 다른 조건으로 요구되고, 반응 효율을 최대화하는 촉매의 선정과 개발 또한 중요한 화학 기술적 분야이다.

 

○ 이글은 전통적으로 사용해온 NiO촉매에 대하여 그의 개선책을 제시하고 있다. 기술의 요체는 NiO 전환촉매는 이를 활성화하기위하여 금속 상태로 환원해야하는데, 환원한 후, 반응 시와 보관 상태에서는 일체 공기의 접촉을 차단해야한다. 이런 고려와 관련 시설 등은 전체적인 시설의 증가를 가져오고 공정상 번거로움을 주게 된다.

 

○ 미국 Columbia 대의 Farrauto가 기술한 이 논문은 안정화 Al2O3를 모놀리스 담체위에 도포하고 그 위에 Pt와 Rh 귀금속 촉매를 모두 약 200㎛으로 코팅하여 제조하는데, 많은 튜브형 구조위에 형성하여 제작하였다. 이것은 Chevron이 Engelhard(지금은 BASF)와 Modine이 합작하여 개발하였다.

 

○ 이렇게 개발한 장치는 Ni펠릿에 비해 팩터 10(공간속도가 10배 크다는 뜻)으로 사이즈를 줄이고, 구조적, 기계적 안정성이 있다고 보고한다. 귀금속은 재래식 습식 혹은 고온 야금법으로 회수할 수 있다. 이 논문에 대한 분석자의 견해는 우수한 개발로 보는데, 지적한다면, 코팅한 촉매의 기계적 안정성은 다소 무리가 있지 않나하는 점과 이로써 고가 금속의 유실 문제가 우려된다.

저자

Robert J. Farrauto

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

238()

잡지명

Chemical Engineering Journal

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

172~177

분석자

손*목

분석물

• 연료전지 수소경제를 위한 새로운 촉매와 반응기 설계.pdf [333,096 byte]

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