Multi-Section Packing Concept을 적용한 흡착 촉진 메탄 개질화 반응을 통한 고순도 수소 생산 반응

국문 초록 (Abstract)

차세대 친환경 에너지 전달체로 부각되고 있는 수소는 산업적으로 다양한 탄화수소 화합물을 반응물로 이용하는 촉매 반응을 통해 대량으로 생산되고 있다. 대표적인 수소 생산 반응으로 메탄과 스팀을 반응물로 하는 메탄 개질화 반응이 있는 데, 생산된 수소는 반응 부산물인 일산화탄소와 이산화탄소를 포함하고 있어 이를 산업적으로 활용하기 위해서는 추가적인 분리정제 과정이 필수적이다. 이때 흡착 촉진 반응을 적용할 경우, 수소 생산과 함께 반응 부산물인 이산화탄소가 흡착제를 통해 제거되면서 수소 생성 반응이 촉진돼 추가적인 분리공정 없이 고순도의 수소를 생산할 수 있다. 이번 연구에서는 Ni 기반 상용 촉매와 K₂CO₃가 함침된 hydrotalcite 이산화탄소 흡착제를 이용해 흡착 촉진 메탄 개질화 반응을 모사하였고, multi-section packing concept을 추가적으로 적용해 그 영향을 살펴보았다. 실험 결과, 흡착 촉진 메탄 개질화 반응은 흡착제의 성능에 의해 반응 온도에 따른 고순도 수소 생산성이 달라짐을 확인할 수 있었고, multi-section packing이 적용되었을 때 동일 반응 조건에서 보다 많은 양의 고순도 수소를 생산할 수 있음을 확인하였다.