초록 ▼

연구의 목적 및 내용
① 연구목적
▪ 기존 이산화탄소 개질반응의 문제점 해결을 위한 촉매와 플라즈마 연계가능성을 확인, 연소 시스템에 적용 가능한 연료개질기 제작 및 성능평가
② 연구내용
▪ 1차년도: 촉매를 이용한 이산화탄소 개질반응 및 플라즈마 기초실험
▪ 2차년도: 연료별 촉매 개질실험을 통한 개질 특성 확인, 플라즈마를 이용한 반응가스 처리 연구, 촉매표면 탄소침착 메커니즘 확인 및 해결 방안 조사
▪ 3차년도: 연료개질기 설계 및 제작, 성능평가 연구, 연료개질기의 가스엔진 적용 연구

연구의 목적 및 내용
① 연구목적
▪ 기존 이산화탄소 개질반응의 문제점 해결을 위한 촉매와 플라즈마 연계가능성을 확인, 연소 시스템에 적용 가능한 연료개질기 제작 및 성능평가
② 연구내용
▪ 1차년도: 촉매를 이용한 이산화탄소 개질반응 및 플라즈마 기초실험
▪ 2차년도: 연료별 촉매 개질실험을 통한 개질 특성 확인, 플라즈마를 이용한 반응가스 처리 연구, 촉매표면 탄소침착 메커니즘 확인 및 해결 방안 조사
▪ 3차년도: 연료개질기 설계 및 제작, 성능평가 연구, 연료개질기의 가스엔진 적용 연구
연구결과
① 1차년도 수행 연구
▪ 촉매별 이산화탄소 개질반응 기초실험을 수행하여 개질반응성을 확인하였으며, 귀금속 촉매가 금속 촉매에 비해 반응성, 탄소침착 저항성, 촉매온도 측면에서 우수함
▪ 플라즈마 반응을 통한 이산화탄소 분해가 가능함
② 2차년도 수행 연구
▪ 메탄과 바이오가스를 이용한 조건별 촉매 개질 특성을 확인하여 촉매 혼합 가능성을 제시
▪ 플라즈마 연구를 통해 촉매 후처리에 적합함을 확인
▪ 촉매 개질반응 시 나타나는 탄소 침착 메커니즘 확인하고, 이를 해결하기 위한 궁극적 방안 탐구
③ 3차년도 수행 연구
▪ 혼합촉매를 이용한 개질실험을 수행하여 금속촉매의 반응성을 개선함
▪ 혼합촉매가 적용된 연료개질기를 설계하고 제작하여 실험조건별(SV, O₂/C, H₂O/C) 귀금속 촉매와 혼합촉매에서의 개질 특성을 비교한 결과, 혼합촉매를 이용한 개질반응이 우수함
연구결과의 활용계획
▪ 혼합촉매를 이용한 자열개질기를 제작하고 실험함으로써 가스엔진과 같은 실제 연소 기관에 적용할 수 있음을 검증함
▪ 연구를 통하여 제시된 효율적 연료개질 방법은 향후 이산화탄소와 메탄 같은 온실가스처리 분야에서 활용될 수 있음
▪ 활성이 저하된 촉매의 재생을 위한 플라즈마 적용연구는 향후 수정, 보완된다면 플라즈마 적용범위를 확장하고, 촉매 개질반응의 문제점을 해결할 수 있을 것으로 판단됨
▪ 연구기간 중 제작된 연료개질기는 분산형 발전을 위한 가스엔진 발전기를 비롯하여 다양한 연소시스템에 적용될 수 있으며, 엔진 배기가스 후처리분야에서도 활용 가능함
▪ 향후 추가적인 연구가 진행되어 지금의 연료개질기가 수정, 보완된다면 수소연료전지 분야에 기여할 수 있을 것임

Abstract ▼

Purpose& contents
(1) Purpose
▪ To confirm the possibility of connecting catalyst with plasma to solve existing problems of carbon dioxide reforming and to perform the fabrication of a fuel reformer and the estimation of the reformer performance
(2) Contents
▪ The 1st year: carbon dioxid

Purpose& contents
(1) Purpose
▪ To confirm the possibility of connecting catalyst with plasma to solve existing problems of carbon dioxide reforming and to perform the fabrication of a fuel reformer and the estimation of the reformer performance
(2) Contents
▪ The 1st year: carbon dioxide reforming using catalyst and fundamental study of plasma
▪ The 2nd year: confirm the characteristics of catalytic reforming of methane, study of reactant gases treatment using plasma, and investigation of the carbon deposition mechanism and solutions
▪ The 3rd year: design and manufacture of a reformer, estimation of the performance, study of the reformer application to gas engine
Result
① The 1st year research
▪ The reactivity of reforming catalysts through the fundamental study of carbon dioxide reforming was confirmed and the characteristics of each catalyst were varied in reactivity, resistance of carbon deposition and catalyst temperature.
▪ Carbon dioxide can be decomposed through plasma reactions.
② The 2nd year research
▪ The possibitity of mixed catalysts through confirming the catalytic reforming characteristics in methane and biogas was suggested and demonstrated.
▪ The use of plasmas for catalyst after-treatment or regeneration through the plasma research was available.
▪ The carbon deposition mechanisms were studied and investigation of effective solutions for this problem was carried out.
② The 3rd year research
▪ the reactivity and susceptibility to carbon deposition of metal catalysts by using mixed catalysts were impoived.
▪ In reformer tests under various conditions(SV, O₂/C, H₂O/C), reforming with mixed catalysts showed excellent performances in all aspects.
Expected Contribution
▪ Applicability of a reformer to the combustor such as a gas engine for improving combustion efficiency was demonstrated.
▪ The effetive fuel reforming method proposed in this research can also be used to the treatment of treen-house gases such as carbon dioxide and methane.
▪ Through the application of plasma for catalyst regeneration, utilization of plasma can be extended.
▪ The reformer made in this study can be applied to various combustion system including a gas engine generator and after-treatment devices of exhaust gases.
▪ This study will be contributed to hydrogen fuel-cells if the further research which can improve the performance of a reformer proceeds.

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 56
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 58
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 60
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 62
• 8. 참고문헌 ... 63
• 9. 연구성과 ... 65
• 10. 기타사항 ... 66