세륨과 구리의 제조 방법에 따른 수성가스전이반응의 활성.한국연구재단 제공
최근 신재생에너지생산에 대한 관심에 따라, 폐자원으로 수소를 생산하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
그러나 기존 철-크롬 촉매를 이용한 폐자원 수소 생산은 전처리 조건이 까다롭고 독성을 가진다는 문제가 있다.
연구팀은 고품질화연료전환 공정에 높은 전환 효율을 보이는 구리와 알루미늄이 주성분이 되는 촉매에 주목했다.
구리는 활성은 높으나 고온에서 스스로 뭉치는 특성이 있어 빠르게 비활성화 되는 문제점을 가지고 있다.
연구팀은 구리-알루미늄 제조 후 세륨이 구리 표면을 덮도록 설계해 구리의 뭉치는 특성을 억제했으며 그 결과, 촉매 성능에 영향을 미치는 다양한 화학적 특성이 최적화 됐다.
이 촉매를 이용해 제작된 수소는 높은 처리용량과 내구성을 보였다.
또한 이 촉매는 활성을 나타내기 위한 과정의 전처리 조건이 단순하고 발암물질인 크롬을 사용하지 않아 친환경적이다.
연구팀은 이 기술로 폐기물 유래 합성가스로부터 수소, 메탄올, 디메틸에테르(Dimethyl ether) 등과 같은 고품질연료전환공정에서 경제성을 확보하기 위한 촉매의 제조 공정에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
정대운 교수는 “구리의 단점을 극복할 수 있는 촉매 제조 기술의 개발은 폐자원 에너지화를 위한 수소, 메탄올, 디메틸에테르(DME) 등과 같은 고품질연료전환 공정의 경제성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’ 지난해 12월15일자에 게재됐다.
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