원자력 가스로의 고온의 열원을 이용한 열화학적 물 분해 수소 제조 방법 중에서 가장 산업적 재현 가능성이 높은 IS(요오드-황) 사이클의 한 공정인 황산의 분해공정에 대하여 연구하였다. Lab-scale 상압 H2SO4 분해장치는 단위장치 운전과 연속공정 운전을 통해 이 공정에서 목표로 하는 1 mol/h H2 규모의 상압 IS 사이클 구성에 적용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 단위장치 중 H2SO4 분리는 최대 1.40 mol/h, H2SO4 농축은 최대 1.12 mol/h 그리고 H2SO4 분해는 8,598 ml/gcat.h 이하에서 H2SO4 전환율이 78 % 이상으로 최대 1.63 mol/h 의 H2생산이 가능함을 확인 하였다. 24시간 연속사이클공정을 통해서 0.98 mol/h 의 H2 생산에 성공하였다. 고온 (~850℃)의 H2SO4 분해에 필요한 촉매는 고온의 내구성과 높은 활성도를 고려하여 Cu-Fe 금속을 ...
원자력 가스로의 고온의 열원을 이용한 열화학적 물 분해 수소 제조 방법 중에서 가장 산업적 재현 가능성이 높은 IS(요오드-황) 사이클의 한 공정인 황산의 분해공정에 대하여 연구하였다. Lab-scale 상압 H2SO4 분해장치는 단위장치 운전과 연속공정 운전을 통해 이 공정에서 목표로 하는 1 mol/h H2 규모의 상압 IS 사이클 구성에 적용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 단위장치 중 H2SO4 분리는 최대 1.40 mol/h, H2SO4 농축은 최대 1.12 mol/h 그리고 H2SO4 분해는 8,598 ml/gcat.h 이하에서 H2SO4 전환율이 78 % 이상으로 최대 1.63 mol/h 의 H2생산이 가능함을 확인 하였다. 24시간 연속사이클공정을 통해서 0.98 mol/h 의 H2 생산에 성공하였다. 고온 (~850℃)의 H2SO4 분해에 필요한 촉매는 고온의 내구성과 높은 활성도를 고려하여 Cu-Fe 금속을 알루미나를 담체로 공침법을 이용해 제조하였다. 제조된 CuFeAlOx 촉매의 황산 분해 전환율은 기존 상용촉매인 2CuO·Cr2O3, Pt/Al2O3(Pt:2 wt%) 그리고 Cr2O3/Al2O3(Cr2O3:19 wt%) 촉매와 비교해서도 850 ℃ 이상에서 22.44 % 향상된 전환율을 보였다. 내구성 테스트의 결과를 바탕으로 CuFeAlOx 촉매의 특성을 XRD, EDS, SEM을 이용하여 분석한 결과 황에 의한 피독을 보이는 CuAlOx 촉매보다 내구성이 뛰어났으며, Cu의 영향으로 FeAlOx 촉매보다는 높은 H2SO4 전환율을 보여주었다.
원자력 가스로의 고온의 열원을 이용한 열화학적 물 분해 수소 제조 방법 중에서 가장 산업적 재현 가능성이 높은 IS(요오드-황) 사이클의 한 공정인 황산의 분해공정에 대하여 연구하였다. Lab-scale 상압 H2SO4 분해장치는 단위장치 운전과 연속공정 운전을 통해 이 공정에서 목표로 하는 1 mol/h H2 규모의 상압 IS 사이클 구성에 적용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 단위장치 중 H2SO4 분리는 최대 1.40 mol/h, H2SO4 농축은 최대 1.12 mol/h 그리고 H2SO4 분해는 8,598 ml/gcat.h 이하에서 H2SO4 전환율이 78 % 이상으로 최대 1.63 mol/h 의 H2생산이 가능함을 확인 하였다. 24시간 연속사이클공정을 통해서 0.98 mol/h 의 H2 생산에 성공하였다. 고온 (~850℃)의 H2SO4 분해에 필요한 촉매는 고온의 내구성과 높은 활성도를 고려하여 Cu-Fe 금속을 알루미나를 담체로 공침법을 이용해 제조하였다. 제조된 CuFeAlOx 촉매의 황산 분해 전환율은 기존 상용촉매인 2CuO·Cr2O3, Pt/Al2O3(Pt:2 wt%) 그리고 Cr2O3/Al2O3(Cr2O3:19 wt%) 촉매와 비교해서도 850 ℃ 이상에서 22.44 % 향상된 전환율을 보였다. 내구성 테스트의 결과를 바탕으로 CuFeAlOx 촉매의 특성을 XRD, EDS, SEM을 이용하여 분석한 결과 황에 의한 피독을 보이는 CuAlOx 촉매보다 내구성이 뛰어났으며, Cu의 영향으로 FeAlOx 촉매보다는 높은 H2SO4 전환율을 보여주었다.
H2SO4 (Sulfuric Acid) decomposition process which is sub-cycle of IS (Iodine-Sulfur) cycle as the most promising thermochemical hydrogen production method was studied. The target hydrogen production 1 mol/h H2 is accomplished with lab-scale atmospheric continuous process by combining unit operations...
H2SO4 (Sulfuric Acid) decomposition process which is sub-cycle of IS (Iodine-Sulfur) cycle as the most promising thermochemical hydrogen production method was studied. The target hydrogen production 1 mol/h H2 is accomplished with lab-scale atmospheric continuous process by combining unit operations of H2SO4 separation with 1.40 mol/h, H2SO4 condensation with 1.12mol/h, and H2SO4 decomposition with 1.63 mol/h H2 which is executed with 78% conversion at 8,598 ml/gcat.h. As a result of continuous operation of mentioned 3 unit processes, 0.98 mol/h H2 production is realized at atmospheric pressure. Novel Cu-Fe catalyst supported on the alumina is developed for H2SO4 decomposition which is operated at high temperature (~850℃) based on the consideration such as the durability at high temperature and high catalytic activity. The novel CuFeAlOx catalyst showed higher H2SO4 decomposition rate of 22.44 % than that of commercial 2CuO·Cr2O3, Pt/Al2O3(Pt:2 wt%) and Cr2O3/Al2O3(Cr2O3:19 wt%) catalysts at high temperature (>850℃). After lifetime test of the developed catalyst, CuFeAlOx catalyst is characterized compared to CuAlOx and FeAlOx to analyze the effect of Cu and Fe on the performance of H2SO4 decomposition with XRD, EDS, SEM. CuFeAlOx catalyst has the higher sulfur endurance than CuAlOx and higher H2SO4 decompostion rate than FeAlOx.
H2SO4 (Sulfuric Acid) decomposition process which is sub-cycle of IS (Iodine-Sulfur) cycle as the most promising thermochemical hydrogen production method was studied. The target hydrogen production 1 mol/h H2 is accomplished with lab-scale atmospheric continuous process by combining unit operations of H2SO4 separation with 1.40 mol/h, H2SO4 condensation with 1.12mol/h, and H2SO4 decomposition with 1.63 mol/h H2 which is executed with 78% conversion at 8,598 ml/gcat.h. As a result of continuous operation of mentioned 3 unit processes, 0.98 mol/h H2 production is realized at atmospheric pressure. Novel Cu-Fe catalyst supported on the alumina is developed for H2SO4 decomposition which is operated at high temperature (~850℃) based on the consideration such as the durability at high temperature and high catalytic activity. The novel CuFeAlOx catalyst showed higher H2SO4 decomposition rate of 22.44 % than that of commercial 2CuO·Cr2O3, Pt/Al2O3(Pt:2 wt%) and Cr2O3/Al2O3(Cr2O3:19 wt%) catalysts at high temperature (>850℃). After lifetime test of the developed catalyst, CuFeAlOx catalyst is characterized compared to CuAlOx and FeAlOx to analyze the effect of Cu and Fe on the performance of H2SO4 decomposition with XRD, EDS, SEM. CuFeAlOx catalyst has the higher sulfur endurance than CuAlOx and higher H2SO4 decompostion rate than FeAlOx.
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