폐기물합성가스로부터 고순도 수소생산을 위한 고온전이반응용 마그네타이트 기반 촉매의 조촉매에 따른 영향 비교 = The Comparison of Effects over Magnetite-Based Catalysts for High Temperature Shift Reaction to Produce High-purity Hydrogen from Waste-derived synthesis gas

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서 고온전이(HTS: High Temperature Shift; CO + H₂O → CO₂ + H₂) 반응용 마그네타이트 기반촉매(Me-Fe-Al-Glycine, 이하 Me-FAG)에 조촉매(Me= Cu, Ni, Zn, Co)를 도입하여 촉매의 특성 및 성능을 비교분석하였다. 촉매는 글리신을 이용한 졸겔법으로 제조되었으며 촉매의 물리-화학적 특성은 TPR, XRD를 통해 분석되었다. Cu―FAG, Ni-FAG, Zn-FAG, Co-FAG 촉매 중 Cu―FAG 촉매가 가장 높은 활성을 나타내었다. 이 결과는 Cu의 높은 산소이동성 및 흡탈착능에 기인한다. 또한, Cu 조촉매 담지량을 2.5 mol% 에서 15.0 mol%까지 다양하게 변화시켜 Cu 조촉매 담지량을 최적화하였다. 12.5 mol% Cu―FAG 촉매는 400 ℃에서 가장 높은 CO 전환율 (X_CO = 87 %, at GHSV = 48,269 h^-1)을 나타내었다. 결과적으로 다양한 금속 조촉매 중 Cu가 가장 뛰어난 성능을 나타내었으며, 특히 12.5 mol% Cu―FAG 촉매는 고순도 수소를 생산하기 위한 HTS 반응에서 매우 유망한 촉매로 간주되었다.