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첨단기술정보

메탄 건식개질에서 탄소침적과 소결에 강한 촉매

전문가 제언: 메탄의 건식개질(DRM, dry reforming of methane)은 온실가스인 CO2를 합성가스로 전환시킬 수 있는 반응으로 귀금속 촉매를 비롯하여 여러 촉매가 연구되었다. Ni 촉매는 가격도 낮고 공급이 쉬워서 좋은 후보이지만 DRM 반응의 높은 온도에서는 소결이 일어나고 탄소 석출이 생겨 안정성이 낮은 단점이 있어서 높은 촉매활성과 내구성을 갖는 촉매가 요구되고 있다.

일반적으로 작은 크기의 Ni 나노입자는 소결과 탄소침적을 효과적으로 낮출 수 있다는 것이 알려져 있다. 따라서 DRM 반응에서 Ni 나노 입자 크기와 분포를 조정하여 촉매 비활성화를 억제하는 여러 방안이 시도되고 있다.

중간세공 실리카가 열에 안정하고 균일한 통로의 구속효과 때문에 금속성장과 관련한 이상적인 지지체로 생각하고 있다. 에틸렌글리콜(EG)과 같은 폴리올을 운반체로 사용하여 중간세공 통로에 Ni2+를 배위시켜 넣고 탄화하여 탄소 주형에 Ni 화학종을 고정한 형태로 만든 후 소성 및 환원하는 방법으로 세공 통로에 크기가 작고 균일한 분포를 가져 소결과 탄소 침적에 강한 Ni 나노 입자 촉매를 제조하였다.