초록 ▼

□ 개발목표
계 획:
○ 1kW급 천연가스 소형 연료 개질기에 실제적용 가능한 수증기 개질 촉매의 제조 및 저에너지형 금속 모노리스 지지체를 활용한 촉매 코팅 기술 개발
○ 수입한 상용촉매 대비 개발된 촉매의 성능 평가(내구성 향상, GHSV 2배 향상 등)로 반응에 필요한 촉매의 양을 줄여 경제성 있는 촉매를 개발
○ 운전 조건 최적화를 통하여 열 및 시스템 통합형 컴팩트 연료 개질기에의 개발 촉매 적용으로 가속실험으로 장기간 운전 확보

□ 정량적 목표항목 및 달성도
1. 메탄 전환율<

□ 개발목표
계 획:
○ 1kW급 천연가스 소형 연료 개질기에 실제적용 가능한 수증기 개질 촉매의 제조 및 저에너지형 금속 모노리스 지지체를 활용한 촉매 코팅 기술 개발
○ 수입한 상용촉매 대비 개발된 촉매의 성능 평가(내구성 향상, GHSV 2배 향상 등)로 반응에 필요한 촉매의 양을 줄여 경제성 있는 촉매를 개발
○ 운전 조건 최적화를 통하여 열 및 시스템 통합형 컴팩트 연료 개질기에의 개발 촉매 적용으로 가속실험으로 장기간 운전 확보

□ 정량적 목표항목 및 달성도
1. 메탄 전환율
계획 : 92% 이상
실적 : 92% 이상
2. 수소 농도(dry 기준)
계획 : 73% 이상
실적 : 73% 이상
3. GHSV
계획 : 8,000hr^-1
실적 : 8,000
4. 기초 내구성
계획 : 40,000시간
실적 : 2,200
5. 가격
계획 : 판매 기준가의 80%
실적 : 75.71%

□ 기대효과
기술적 측면
- 금속 모노리스 지지체를 활용한 촉매의 제조 고유기술 확립
- 수증기 개질반응 촉매로서 고효율 저에너지형 촉매 시스템 기술 확립
- 부하변동에 따른 안정성이 강한 신촉매 개발
- 도시가스 연료 개질기에의 실 적용화와 안정적 수소 제조 기술 확보
- 2015년 예상되는 연료전지 시장 진입 시 도입이 예상되는 외국 기술 대응
- 주택, 소형 건물용 연료전지 시스템 국산 기술화
- 쾌적한 생활환경 확보, 온실가스저감 등 기술 파급 효과
경제․산업적 측면
-주택, 소형 건물용 연료전지 시스템 국산화 기여
-신촉매 개발에 따른 고효율 수소생산기술 확립에 의한 중소형 수소사용 산업발전 기여
-에너지 시장의 공급 불안 해소 및 에너지 30% 절감으로 조업 경쟁력 확보
-현재 진행되고 있는 가정용 연료전지 모니터링 사업의 연료인 도시가스 연료전지 시장 개척
-새로운 촉매 및 반응시스템 개발로 인한 화학공업 계열 산업, 소재 산업발전에 기여
-신규 벤처 산업 창출 및 국외로의 기술수출을 통한 외화 가득 및 국가경쟁력 제고

□ 적용분야
신촉매 분야
-촉매 제조기술을 활용한 다양한 개질기술(POX, ATR)에 적용
-저비용 고효율 촉매 생산에 의한 국산화 기술 구현
-경제성 제고 및 촉매 수명 연장할 수 있는 신화학 촉매 기술 구현
수소 에너지 활용분야
-개질 촉매의 제조 기술과 중소형급 연료 개질기를 적용한 고효율 연료전지 발전 시스템 실용화
-수소를 활용한 자동차 및 전지 시장 확대와 국제 경쟁력 향상에 기여
-수소에너지 활용으로 온실가스 저감효과에 기여

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 중소기업 기술개발사업 최종보고서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 요약서(초 록) ... 4
• 목차 ... 6
• 표목차 ... 8
• 그림목차 ... 9
• 제 1 장 연구개발 기술의 개요 ... 11
• 제 1 절 기술개발의 개요 ... 11
• 1. 연구개발 배경 ... 11
• 2. 연료전지 기술의 개요 ... 15
• 3. 수소에너지 기술 개발의 당위성 ... 22
• 4. 가정용 연료전지 사업 현황 ... 24
• 제 2 절 국내․외 기술 개발 현황 ... 27
• 1. 연료개질기 국내 기술 개발 현황 ... 27
• 2. 연료개질기 국외 기술개발 현황 ... 30
• 3. 국내 개질 촉매 기술 개발 현황 ... 32
• 4. 국외 개질 촉매 개발 현황 ... 33
• 제 2 장 개발목표 및 개발내용 ... 34
• 제 1 절 기술개발 목표 ... 34
• 1. 최종 개발 목표 ... 34
• 2. 세부 개발 내용 ... 34
• 제 2 절 이론 ... 36
• 1. 수증기 개질 반응 ... 36
• 2. 수증기 개질 촉매의 문헌 고찰 ... 38
• 3. 촉매 특성 분석 방법 ... 40
• 제 3 절 금속 모노리스 촉매 제조 기술 ... 41
• 1. 금속 모노리스 지지체 제조 방법 ... 41
• 2. 금속 지지체 전처리 기술 ... 43
• 3. 반응온도에 따른 촉매의 탈착 현상 ... 49
• 4. 촉매 슬러리 제조 기술 ... 52
• 5. Alumina sol 특성 ... 54
• 6. 소성 온도에 따른 담지체의 상변화 ... 60
• 7. 촉매 코팅 기술 ... 66
• 8. 촉매 소성온도 결정 ... 72
• 제 4 절 촉매 성능 평가 ... 76
• 1. 수증기 개질 촉매 평가 장비 ... 76
• 2. 촉매 성능 결과 도출 방법 ... 80
• 3. 상용 촉매와 모노리스 촉매의 특성 비교 ... 81
• 4. 온도 변화에 대한 촉매 성능 변화 ... 83
• 5. S/C 비율에 대한 촉매 성능 변화 ... 85
• 6. 순차적 담지법을 이용한 모노리스 촉매의 성능변화 ... 88
• 7. 함침법을 이용한 모노리스 촉매의 성능 평가 ... 104
• 8. 1kW급 개질기를 이용한 촉매 성능평가 장비 ... 112
• 9. 1kW급 개질기 적용 촉매 성능평가 ... 113
• 10. 2,000시간 장기 내구성 평가 ... 120
• 제 3 장 성과요약 및 기대효과 ... 123
• 제 1 절 핵심 기술 개발 성과 ... 123
• 1. 기술개발 결과 ... 123
• 2. 개발 기술을 활용한 제품화 실적 ... 125
• 3. 지식재산권 ... 125
• 4. 학회발표 ... 125
• 제 2 절 기술 개발 효과 ... 126
• 1. 기술 개발의 기대효과 ... 126
• 2. 개발 기술 활용 방안 ... 126
• 제 3 절 기술 개발 제품화 및 마케팅 전략 ... 128
• 1. 개발 기술을 활용한 제품화 전략 ... 128
• 2. 개발 기술의 마케팅 전략 ... 129
• 참고문헌 ... 130
• 끝페이지 ... 133