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Kafe 바로가기주관연구기관 | 에코프로 ECOPRO Co., LTD. |
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연구책임자 | 조성종 |
참여연구자 | 박만호 , 이승환 , 윤중열 , 공만식 , 김병기 , 이기안 , 안효진 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2020-01 |
과제시작연도 | 2019 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO202200006215 |
과제고유번호 | 1415163915 |
사업명 | 소재부품기술개발(R&D) |
DB 구축일자 | 2022-08-19 |
키워드 | 수소제조.다공성 금속소재.개질촉매.복합기공소재.수소정제. |
3. 개발결과 요약
□ 최종목표
기하학적 표면적 3,000 ㎡/㎥ 이상의 다공성 금속소재 천연가스 개질촉매와 0.3㎛ 급 극미세 복합기공 튜브형 금속소재 개발
□ 개발내용 및 결과
- 니켈계 합금을 폴리우레탄 프리폼 표면에 전기도금 등의 방법을 이용하여 코팅한 후 소결하여 대면적 니켈계 다공성 금속소재를 제조하는 기술 개발
- 다공성 금속소재에 나노미터급 금속산화물을 코팅하여 세라믹계 메탄수증기 개질촉매와 다공성 금속소재와의 접합력을 강화시킨 코팅공정 개발
- 금속소재의 높은 열전도도를 통해
3. 개발결과 요약
□ 최종목표
기하학적 표면적 3,000 ㎡/㎥ 이상의 다공성 금속소재 천연가스 개질촉매와 0.3㎛ 급 극미세 복합기공 튜브형 금속소재 개발
□ 개발내용 및 결과
- 니켈계 합금을 폴리우레탄 프리폼 표면에 전기도금 등의 방법을 이용하여 코팅한 후 소결하여 대면적 니켈계 다공성 금속소재를 제조하는 기술 개발
- 다공성 금속소재에 나노미터급 금속산화물을 코팅하여 세라믹계 메탄수증기 개질촉매와 다공성 금속소재와의 접합력을 강화시킨 코팅공정 개발
- 금속소재의 높은 열전도도를 통해 기존 세라믹계 메탄수증기 개질촉매대비 50℃이하의 낮은 반응온도에서 동등수준의 메탄전환율 확보
- 금속분말 압축성형법을 통한 복합기공 구조를 갖는 금속소재 제조기술 개발
- 수소분리 특성을 갖는 Pd을 복합기공 구조 금속소재에 코팅하여 순도 98%이상의 수소 확보
□ 기술개발 배경
- 현재 상용화된 가장 경제적인 수소제조방법은 메탄수증기 개질반응을 이용한 것이나 높은 메탄 전환율을 얻기 위해 반응온도가 750도 이상으로 매우 높아 열에너지 공급비중이 매우 높음. 따라서 메탄수증기 개질반응온도를 수십도 이상 낮출 수 있다면 수소제조 비용을 현저히 감소시킬 수 있음
- 상용 메탄수증기 개질촉매는 금속산화물계열로 열전도도가 매우 낮아 개질반응기 외부의 열이 반응기 내부로 확산되는 데 장애가 됨. 따라서 높은 열전도도를 가지는 금속소재로 촉매를 제조할 경우 열에너지 공급비용을 절감할 수 있음
- 천연가스 개질촉매는 실험실 규모를 제외하고는 전량 수입되고 있는 상황이므로 개질촉매의 국산화도 필요함
- 또한, 메탄수증기 개질반응에서 반응과 동시에 수소를 분리할 경우 반응평형이 파과되어 낮은 반응온도에서도 높은 메탄전환율과 고순도의 수소를 얻을 수 있으며 반응시스템의 소형화가 가능함
- 수소분리 특성을 갖는 Pd을 기공구조를 갖는 지지체에 코팅하는 기술은 상용화단계에 있으나 전체 분리막 가격중 지지체가 차지하는 비중이 높아 이의 국산화가 필요함
□ 핵심개발 기술의 의의
- 순수니켈 폼을 제조하는 기술은 상용화되어 있으나 대면적 니켈합금 폼을 제조하는 기술은 전세계 최초임
- 현재 메탄수증기개질촉매는 소량의 in-house용도를 제외하고는 100% 수입되고 있으며 수입대체 효과가 크다고 볼 수 있음
- 금속분말 압축성형법을 이용하여 반도체 및 디스플레이 공정장비용 고청정 금속필터 제조기술을 완성하였음
- 개발과정에 사용된 장비는 국내업체를 통해 제작된 것으로 소재 상용화에 있어 일부기초원료를 제외하고 대외의존도는 10%이하임
□ 적용 분야
- 연료전지 및 on-site형 수소스테이션용 천연가스 개질기, 반도체 및 디스플레이 공정장비용 가스내 미세입자 제거용 금속필터 및 가스디퓨저
(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록 5p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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