암모니아는 체적 당 수소 밀도가 높고 수소 보다 액화 압력이 낮으며 운송과 저장을 위한 인프라가 구축되어 있어 수소 에너지 캐리어로 유망한 물질이다. 암모니아 분해는 암모니아를 활용하여 수소를 생산하는 공정이다. 루테늄은 암모니아 분해 반응에 대해 높은 활성을 나타낸다고 보고되었다. 본 연구에서는 촉매 활성이 높은 루테늄 금속과 ...
암모니아는 체적 당 수소 밀도가 높고 수소 보다 액화 압력이 낮으며 운송과 저장을 위한 인프라가 구축되어 있어 수소 에너지 캐리어로 유망한 물질이다. 암모니아 분해는 암모니아를 활용하여 수소를 생산하는 공정이다. 루테늄은 암모니아 분해 반응에 대해 높은 활성을 나타낸다고 보고되었다. 본 연구에서는 촉매 활성이 높은 루테늄 금속과 열적 안정성을 가지는 알루미나 지지체를 사용하여 습식 함침법과 화학적 환원법으로 Ru/Al2O3를 합성하였으며 소성 조건을 조절하였다. 습식 함침법으로 제조한 Ru/Al2O3 촉매에서 루테늄은 RuCl3형태로 담지되었으며 RuCl3은 300 °C 이상에서 산화하기 시작하였다. NaBH4 용액을 이용하여 알루미나에 담지된 RuCl3을 Ru0로 환원하였다. Ru0은 400 °C 이상에서 RuO2로 충분히 산화되었다. 소성 온도는 루테늄의 분산도와 촉매에 잔존하는 Cl에 영향을 주었으며 암모니아 분해에 대한 촉매 성능을 변화시켰다. 화학적 환원법으로 합성하여 소성하지 않은 Ru/Al2O3 촉매는 550 °C에서 20시간 동안 약 97%의 암모니아를 전환하였다. 화학적 환원법은 소성과 같이 에너지 소모가 많은 고온 공정 없이 RuCl3를 전구체로 이용하여 Cl이 제거된 루테늄 촉매를 제조할 수 있는 방법이다.
암모니아는 체적 당 수소 밀도가 높고 수소 보다 액화 압력이 낮으며 운송과 저장을 위한 인프라가 구축되어 있어 수소 에너지 캐리어로 유망한 물질이다. 암모니아 분해는 암모니아를 활용하여 수소를 생산하는 공정이다. 루테늄은 암모니아 분해 반응에 대해 높은 활성을 나타낸다고 보고되었다. 본 연구에서는 촉매 활성이 높은 루테늄 금속과 열적 안정성을 가지는 알루미나 지지체를 사용하여 습식 함침법과 화학적 환원법으로 Ru/Al2O3를 합성하였으며 소성 조건을 조절하였다. 습식 함침법으로 제조한 Ru/Al2O3 촉매에서 루테늄은 RuCl3형태로 담지되었으며 RuCl3은 300 °C 이상에서 산화하기 시작하였다. NaBH4 용액을 이용하여 알루미나에 담지된 RuCl3을 Ru0로 환원하였다. Ru0은 400 °C 이상에서 RuO2로 충분히 산화되었다. 소성 온도는 루테늄의 분산도와 촉매에 잔존하는 Cl에 영향을 주었으며 암모니아 분해에 대한 촉매 성능을 변화시켰다. 화학적 환원법으로 합성하여 소성하지 않은 Ru/Al2O3 촉매는 550 °C에서 20시간 동안 약 97%의 암모니아를 전환하였다. 화학적 환원법은 소성과 같이 에너지 소모가 많은 고온 공정 없이 RuCl3를 전구체로 이용하여 Cl이 제거된 루테늄 촉매를 제조할 수 있는 방법이다.
Ammonia is a prospective hydrogen energy carrier owing to its high hydrogen content, lower liquefaction pressure compared to pure hydrogen gas, and existing transportation and storage infrastructure. Ammonia decomposition, also known as ammonia cracking, is a process to utilize ammonia for hydrogen ...
Ammonia is a prospective hydrogen energy carrier owing to its high hydrogen content, lower liquefaction pressure compared to pure hydrogen gas, and existing transportation and storage infrastructure. Ammonia decomposition, also known as ammonia cracking, is a process to utilize ammonia for hydrogen production. Ruthenium is known for its high catalytic activity on ammonia decomposition reaction. In this study, Ru and Al2O3 was adopted for its high catalytic activity and thermal stability, respectively. Ru/Al2O3 Catalysts were prepared by wet impregnation and chemical reduction method, followed by calcination at different temperature. Ru was impregnated in the form of RuCl3, and the RuCl3 started to oxidize above 300 °C. When RuCl3 was chemically reduced with a NaBH4 solution, Ru was supported on alumina in the form of Ru0, and the Ru0 was sufficiently oxidized to RuO2 above 400 °C. Calcination temperature influenced the dispersion of ruthenium and residual chlorine on the catalyst, altering the catalytic performance for the ammonia decomposition. Ru/Al2O3 prepared by chemical reduction method without calcination converted around 97% of ammonia for 20 h at 550 °C. Chemical reduction method is a way to remove chlorine for producing Ru catalyst using RuCl3 without the need for high temperature process such as calcination, which consumes high energy cost.
Ammonia is a prospective hydrogen energy carrier owing to its high hydrogen content, lower liquefaction pressure compared to pure hydrogen gas, and existing transportation and storage infrastructure. Ammonia decomposition, also known as ammonia cracking, is a process to utilize ammonia for hydrogen production. Ruthenium is known for its high catalytic activity on ammonia decomposition reaction. In this study, Ru and Al2O3 was adopted for its high catalytic activity and thermal stability, respectively. Ru/Al2O3 Catalysts were prepared by wet impregnation and chemical reduction method, followed by calcination at different temperature. Ru was impregnated in the form of RuCl3, and the RuCl3 started to oxidize above 300 °C. When RuCl3 was chemically reduced with a NaBH4 solution, Ru was supported on alumina in the form of Ru0, and the Ru0 was sufficiently oxidized to RuO2 above 400 °C. Calcination temperature influenced the dispersion of ruthenium and residual chlorine on the catalyst, altering the catalytic performance for the ammonia decomposition. Ru/Al2O3 prepared by chemical reduction method without calcination converted around 97% of ammonia for 20 h at 550 °C. Chemical reduction method is a way to remove chlorine for producing Ru catalyst using RuCl3 without the need for high temperature process such as calcination, which consumes high energy cost.
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