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논문 상세정보

$M/Al_2O_3$ (M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu) 촉매 상에서 에탄올 자열개질반응에 의한 수소 제조

Hydrogen Production by Auto-thermal Reforming of Ethanol over $M/Al_2O_3$ (M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu) Catalysts

초록

상용 알루미나($Al_2O_3$)에 담지된 $M/Al_2O_3$ (M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu) 촉매를 함침법에 의해 제조하였으며, 이를 에탄을 자열개질반응에 의한 수소제조에 적용하였다. 각각의 촉매는 고유한 금속상을 가지는 것으로 나타났으며, 생성물의 분포는 활성금속의 종류에 크게 의존하였다. 제조된 촉매 중에서, $M/Al_2O_3$ 및 Co/$Co/Al_2O_3$는 에탄을 자열개질반응에서 매우 우수한 촉매활성을 보였다. 그러나 두 촉매상에서의 반응메커니즘은 서로 다른 것으로 나타났다. $Ni/Al_2O_3$ 촉매는 $500^{\circ}C$의 반응온도에서 100%의 에탄올 전환율을 보였으나, 수소 선택도에서는 시간에 따라 급격한 저하현상을 나타내었다. 한편 $Co/Al_2O_3$ 촉매는 수소 선택도 면에서 우수한 활성을 보였으나, 에탄올 전환율이 저조하여 수소 수율에는 큰 변화가 나타나지 않았다.

Abstract

[ $M/Al_2O_3$ ] (M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu) catalysts supported on commercial alumina ($Al_2O_3$) were prepared by an impregnation method, and were applied to the hydrogen production by auto-thermal reforming of ethanol. It was revealed that each catalyst retained its own metallic phase and product distribution strongly depended on the identity of active metal. Among the catalysts prepared, $Ni/Al_2O_3$ and $Co/Al_2O_3$ showed the best catalytic performance in the auto-thermal reforming of ethanol. However, the reaction mechanisms over these two catalysts were different. Ni/Al_2O_3 catalyst showed 100% ethanol conversion at $500^{\circ}C$, but it exhibited a rapid decrease in hydrogen selectivity. Although $Co/Al_2O_3$ catalyst showed an excellent performance in hydrogen selectivity, on the other hand, no significant improvement in hydrogen yield was observed due to the low ethanol conversion over the catalyst.

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