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NTIS 바로가기Korean chemical engineering research = 화학공학, v.57 no.5, 2019년, pp.596 - 605
서민혜 (고등기술연구원 플랜트엔지니어링센터) , 박은덕 (아주대학교 에너지시스템학부)
Proton-conducting perovskite ceramic materials are highly promising for solid electrolytes as well as catalysts at high temperatures. Therefore, they possess an outstanding potential for the membrane reactor in which both reaction and separation occur at a same time. Especially, in the case of hydro...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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이온전도성 수소 멤브레인을 제조하는 방법은 무엇인가? | 이온전도성 수소 멤브레인의 제조방법은 spin coating, tape casting& rolling, dry pressing 방법이 주로 사용되고 있다[25]. 기공형성제는탄소, 전분 뿐 아니라 NiO가 일부 사용된 바 있으며, 멤브레인의 두께, 온도 및 소재를 변수로 H2 flux의 변화폭이 크다. | |
고온 작동이 가능한 탄소 멤브레인의 특징은 무엇인가? | 그 중 수소의 분리능이 높아 상용멤브레인으로 적용되고 있는 치밀 금속 멤브레인, 즉 Pd 멤브레인의 경우 작동 온도는 300~600˚C 내외이며, 그 이상의 온도에서는열적 안정성이 낮은 단점이 있고, 금속 지지체를 사용하는 경우 수소 취성, 즉 금속의 수소흡수로 인해 소성 변형이 없이도 파괴될 수있는 등의 문제가 발생될 수 있다[24]. 고온 작동이 가능한 탄소 멤브레인은 대부분의 혼합기체(H2/N2, O2/N2, CO2/N2)에 대한 높은선택도를 가지고 있는 것으로 알려져 있으나 높은 표면적에 비해수소 투과도가 낮고, 성형의 어려움과 기계적 강도가 약하다는 문제가 있다[24]. | |
복합상의 멤브레인에서 수소 이온의 이동 경로는 어떻게 진행되는가? | 이 때 수소이온과 전자의 이동이 함께 진행되는데, 복합상의 멤브레인에서 수소 이온의 이동 경로를 살펴보면, 크게 3 단계로 나눌수 있다. 먼저 연료주입부(feed side)에서의 표면 반응, 멤브레인에서의 확산, 그리고 sweep side에서의 표면반응이며, 속도 제한단계인 멤브레인 확산에서의 저항은 전해질의 두께를 감소시킴으로써줄일수있다. Fig. 4(c)은수소투과에 따른 구동력(driving force)의 변화이며, μ는 화학전위(chemical potential)을 나타낸다. μ1과 μ2의차이는 화학전위 구배로, 전극층의 특성에 따라 μ2, μ2′로 변화될 수있다[33]. |
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