화학 연구소, 암모니아를 이용한 수소 생산 촉매 공정 기술 개발 성공
기존 촉매 공정보다 100 ° C 낮은 온도에서 수소 생산량 40 % 향상
채호정 박사 팀,“신 촉매 공정, 녹색 수소 정착이 큰 영향을 미칠 것”
[에너지신문] 국내 연구팀이 암모니아를 이용하여 수소를 저장, 수송, 생산하는 촉매 공정 기술을 개발했다. 이 기술은 기존 촉매 공정보다 약 100 ° C 낮은 온도에서 약 40 % 더 많은 수소를 생성 할 수 있습니다.
한국 화학 연구원 채호정 박사 팀은 25 일 약 100 °의 온도에서 고효율로 암모니아 수소를 생산할 수있는 에너지 절약형 촉매 공정을 개발했다고 25 일 밝혔다. C는 기존 공정보다 낮습니다.
최근 수소는 차세대 친환경 에너지 원으로 주목 받고있다. 국내에서는 수소 기술 개발을위한 단계별 로드맵이 발표되고 수소 법이 제정되었습니다. 국내 수소 시장에서는 석유 화학, 전자, 소재, 반도체 등 기존 산업뿐만 아니라 수소 발전, 수소 차, 수소 선 등 친환경 에너지 연료로 새로운 수요가 크게 증가 할 것으로 예상된다.
수소를 고압 기체 상 수소로 저장 및 수송하는 방법이 주로 사용되지만 폭발의 위험이 있고 비용이 많이 들고 저장량이 제한되어 있다는 단점이있다. 이에 수소 저장 및 수송에 관한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있으며 그중 하나는 암모니아를 이용한 연구입니다. 암모니아는 NH3의 화학식을 가지고 수소 (H)를 포함하고 있으며 비교적 쉽게 액화 할 수 있고 안전하게 이동할 수 있기 때문에 수 소장에서 떠오르는 물질이다.
특히 암모니아에서 수소를 생산하기 위해서는 암모니아에 포함 된 질소와 수소가 순차적으로 잘 분리되도록 고열을 가해 촉매를 통해 온도를 낮출 수 있다고 연구진은 밝혔다.
연구팀은 암모니아 분해에 최적화 된 세륨 (Ce)과 란탄 (La)이 함유 된 복합 산화물 지지체와 루테늄 (Ru) 금속 나노 입자가 표면에 고르게 분산 된 새로운 촉매 (Ru / LaxCe1-xOy)를 합성했습니다. 지원하다. ) 개발.
또한 촉매 표면에있는 루테늄의 전자가 풍부 해짐에 따라 암모니아로부터 질소의 재결합-탈착 반응이 더 쉽게 일어나고, 촉매 지지체는 전자를 루테늄에 잘 전달하도록 설계되었습니다.
이 촉매 공정에서는 기존 공정보다 약 100 ° C 낮은 450 ° C에서 100 % 수소를 생산할 수 있으며, 400 ° C에서도 90 % 이상의 고효율로 수소를 생산할 수 있습니다. .
새로운 촉매는 이전에보고 된 촉매보다 동일한 조건에서 수소 생산이 40 % 개선 된 것으로 나타 났으며, 촉매 반응이 발생한 부분 (활성 점)에서 반응이 약 4 배 더 잘 발생하는 것으로 나타났습니다. 수백 시간 이상의 내구성 테스트에서도 안정적인 성능을 보여주었습니다.
또한 신규 촉매는 기본적인 화학 공정 인 침전 법을 이용하여 비교적 쉽고 간단하게 제조 할 수있어 대량 생산 및 상용화에 유리하다.
채호정 박사는 “이번에 개발 한 암모니아 분해 촉매 시스템을 기반으로 대형 암모니아 기반 수소 생산 공장, 수소 발전, 수소 발전소, 선박 등 다양한 응용 공정 개발이 활발히 진행될 것”이라고 말했다. ” 그 영향은 클 것입니다.”
한편, 한국 화학 연구원 화학 공정 연구 본부 채호정 박사 팀은 위의 연구 결과를 세계적으로 유명한 저널 인 ‘Applied Catalysis B-Environmental’에 게재했다. 에너지 및 환경 분야.
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