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최근 이산화탄소 배출규제와 관련하여 이산화탄소의 배출을 억제 또는 제거하거나 유용한 화합물로 전환하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이산화탄소는 주로 탄화수소의 연소에 의하여 발생되기 때문에 연소 배가스 중에는 이산화탄소뿐만 아니라 수분이 약 10 - 15% 가량 함유되어 있다. 그러나 이러한 수분을 또 하나의 반응물로서 이용해 보려는 노력은 그리 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 이산화탄소 배출원에 포함된 수증기를 동시에 이용할 수 있는 방안을 마련해 보기 위하여 이산화탄소 개짖반응에 있어서의 수분의 존재에 따른 이산화탄소 개질반응의 특성 및 효과적인 담체를 선정해 보고자 하였다. 본 연구에서는 ...

최근 이산화탄소 배출규제와 관련하여 이산화탄소의 배출을 억제 또는 제거하거나 유용한 화합물로 전환하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이산화탄소는 주로 탄화수소의 연소에 의하여 발생되기 때문에 연소 배가스 중에는 이산화탄소뿐만 아니라 수분이 약 10 - 15% 가량 함유되어 있다. 그러나 이러한 수분을 또 하나의 반응물로서 이용해 보려는 노력은 그리 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 이산화탄소 배출원에 포함된 수증기를 동시에 이용할 수 있는 방안을 마련해 보기 위하여 이산화탄소 개짖반응에 있어서의 수분의 존재에 따른 이산화탄소 개질반응의 특성 및 효과적인 담체를 선정해 보고자 하였다. 본 연구에서는 Ni 담지량과 수분의 함량을 실험변수로 설정하였으며 수분에 의한 영향이 적은 것으로 알려진 제올라이트를 선정하여 실험하였다. 실험결과 반응물 중에 수분의 함량이 15%까지는 메탄 전환율이 증가하여 개질반응이 촉진되는 것으로 나타났으나 반응물 중에 15%이상 수분이 존재할 경우 오히려 메탄 전환율을 감소시켜 개질반응을 방해하는 효과가 있음을 알 수 있었다. 그러나 이산화탄소 전환율 측면에서 보면 수분의 존재는 메탄의 전환율의 상승과는 달리 이산화탄소 개질반응을 방해하는 효과가 있음을 알 수 있었다. Ni의 담지량에 따른 개질반응 특성에서 Ni의 담지량이 증가할수록 개질반응이 촉진되어 10%이상의 Ni담지는 개질반응을 오히려 감소시키는 결과를 얻었다. 또한 이산화탄소 개질반응을 위한 촉매 담체로서 HSZ 와 졸-겔알루미나는 상업용 개질촉매와 비교하여 우수한 반응특성을 보여주어 이산화탄소 개질반응을 위한 담체로서의 가능성을 알 수 있었다. 본 연구는 Ni 담지촉매 상에서 이산화탄소/메탄 개질반움에 의해 합성가스 제조에 관한 연구로서 Ni 담지량 수분의 함량과 담체의 종류에 따른 이산화탄소와 메탄 분해활성에 미치는 영향을 조사하였다. 다양한 촉매들의 탄소 침적에 대해서는 TGA 방법에 의해 분석하였다. 제조한 촉매들의 이산화탄소와 메탄의 전환율은 Ni/HSZ, Ni/Al_2O_3(1)(2), 그리고 Ni/Al_2O_3(3) 촉매들이 높았으며, 반면 Ni/MgO-Al_2O_3와 Ni/MgO-SiO_2-CaO 촉매는 이산화탄소와 메탄의 전환율이 상대적으로 낮았다. 한편, 다잉한 촉매들의 탄소 침적량은 담체의 성질과 물의 유무에 따라 다르고, 600℃의 환원온도 조건하에서 Ni/HSZ=Ni/Al_20_3(1)(2)=Ni/Al_20_3(3) ＜ Ni/MgO-Si0_2-CaO ＜ Ni/MgO-Al_2O_3 촉매 순으로 탄소 침적량이 많은 것으로 나타났다. 주요어 : 이산화탄소, 담체, 개질반응, 물