탄소 침적이 거의 없는 메탄의 건식개질 촉매 Ni-SiO2의 간편한 합성방법

전문가 제언

？전문가 제

 

○ 저자들은 새로운 순차적 처리방법(공기 중 하소 이전에 수소 처리)을 적용하여 Ni/SiO2 촉매를 침윤법으로 제조하였다. 이 촉매는 균일하고 2.5±0.8 nm 크기의 작은 Ni 입자와 강한 금속-담체 상호작용을 나타내었다. 순차적 하소 방법으로 작고 균일하며 고도로 분산된 Ni 나노입자, 강한 금속-담체 상호작용 및 메탄의 건식개질 반응에서 우수한 촉매성능을 얻었다.

 

○ 메탄의 건식개질 반응에 이 촉매를 시험한 결과 100 시간 동안 촉매성능이 우수하고(CO2 전환 85%, CH4 전환 80%), 금속 소결은 무시할 정도이며, 탄소 침적은 일어나지 않았다. 1단계인 수소처리 과정에서 Ni 질산염의 분해로부터 생성되는 산소 라디칼을 제거하고, 2단계인 하소과정에서 얇은 필로형(phyllo) 실리케이트 구조가 형성되어 Ni 나노입자를 안정화 시킨데 기인한다고 저자들은 분석하였다.

 

○ 메탄의 건식개질 반응에 의하여 합성가스를 생산할 수 있는 Ni 기반 촉매를 개발하기 위한 연구가 활발하게 수행되고 있으며, 국내에서도 여러 편 보고되었다. 예를 들면, 장태선 등의 국가 R&D연구보고서 “온실가스 저감 및 활용기술 개발”과 Song, S. H. 등의 “The influence of calcination temperature on catalytic activities in a Co based catalyst for CO2 dry reforming“이 있다. 촉매의 담체로는 이 글의 실리카 대신 알루미나를 위주로 하는 다양한 산화물의 조합이 연구되고 있다.

 

○ 한국가스공사 연구팀은 메탄의 건식개질을 위한 삼중 개질촉매와 이 반응에서 얻는 합성가스로부터 디메틸에테르를 직접 생산하는 기술을 개발완료(상용화) 하였다고 보고하였다. 이 삼중 개질촉매에 대하여는 구체적으로 공개하지 않았으나, 주성분은 Ni/Ce-ZrO2/Al2O3이다. 이 촉매는 투입가스의 조성 변화에 따라 합성가스 비율을 4.0～1.0까지 조절이 가능하기 때문에 다양한 화학플랜트에 상용촉매로 이용이 가능하다고 발표하였다.

 

○ 이 연구가 국내의 메탄 건식개질용 촉매 연구개발에 참고가 되길 기대한다.

저자

X.Y. Gao, K. Hidajat, S. Kawi

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

15()

잡지명

Journal of CO2 Utilization

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

146~153

분석자

이*용

분석물

• 탄소 침적이 거의 없는 메탄의 건식개질 촉매 Ni-SiO2의 간편한 합성방법.pdf [491,726 byte]

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