수성가스 전환과 수증기 개질을 통한 수소 생산의 최근 연구동향

전문가 제언

○ 수소는 미래의 청정에너지라고 널리 생각하고 있다. 수성가스 전환(WGS: Water Gas Shift)과 수증기 개질(SR: Steam Reforming)은 수소 생산을 위해 이용하는 주요 반응이므로 개선된 촉매는 WGS와 SR 공정의 미래를 위해 필수불가결하다. 최근 이 촉매분야의 제조방법, 특성화, 도핑 및 조촉매는 물론 촉매의 평가, 특히 나노촉매의 평가 등 여러 부문에서 많은 발전이 이루어졌다. 촉매의 안정성, 원료의 전환율, 수소생산 수율도 현저히 개선되었다. 이 글은 수소 생산공정의 소개와 함께 이 분야에서 괄목할만한 최근의 개선상황을 검토한 것이다.

 

○ 저자는 80여 편의 SR 및 WGS 촉매연구를 분석하고 특기 사항을 고찰하였다. 여러 개선사항 중에서도 낮은 수증기/가스 비율조건에서도 Cr을 사용하지 않는 촉매, 유황 내성 촉매, 나노기술의 도입과 원자 수준의 도핑에 의한 촉매활성 증진은 주목할 만하다.

 

○ 국내에서도 수증기 개질 및 수성가스 전환 반응용 촉매에 대한 연구가 다수 보고되고 있다. 예를 들면 손정민 등의 “석탄가스의 대용량 CO의 수성가스전환 반응용 신규 촉매 반응시스템 개발”, 조종훈 등의 “개질촉매를 이용한 고압에서 메탄 수증기 개질 특성연구”, 삼성SDI의 특허 “연료 전지 시스템의 개질기용 수성가스 전환 산화 촉매, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 연료 전지 시스템”을 들 수 있다. 원문에도 한국인의 논문이 13편 인용되었다.

 

○ 고분자 전해질(PEM)형 연료전지에서는 신뢰성, 안정성 및 내구성을 위하여 수소의 순도가 극히 중요하다. 특히 수소발생장치가 내장되는 경우 메탄올 같은 수소 운반체의 개질용 촉매는 활성과 안정성이 높고, 저온 가동이 가능하면서 CO 발생이 매우 낮을 것이 요구되며, 현재 이런 촉매의 개발을 위하여 국내외의 연구가 활발하다. 이런 촉매 개발경쟁에서 국내 기술이 선두 위치를 확보하기를 기대한다.

저자

Trevor L. LeValley, Anthony R. Richard, Maohong Fan

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

39()

잡지명

International Journal of Hydrogen Energy

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

16983~17000

분석자

이*용

분석물

• 수성가스 전환과 수증기 개질을 통한 수소 생산의 최근 연구동향.pdf [390,453 byte]

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