건식개질용 멤브레인 촉매 반응기의 제조 및 수소 생산 특성

Preparation of Catalytic Membrane Reactor for Dry Reforming of Methane and Hydrogen Production

수소를 생산하는 건식 개질반응은 CO2를 활용하며, 스팀 공급을 위한 부대설비가 필요 없다는 장점이 있으나, 촉매표면의 탄소 침적으로 인한 비활성화가 빠르다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 촉매 지지체의 선정 및 제조방법, 활성물질의 크기 등을 제어함으로써 촉매 성능을 유지하기 위한 연구가 진행되어 왔다. 그 중 프로톤 전도성 세라믹 소재는 탄소침적에 대한 내구성을 증가시킴과 동시에 생산된 수소의 분리가 가능하여 멤브레인 촉매 반응기로의 적용이 가능하다는 특징이 있다. 본 연구에서는 고온 프로톤 전도성을 지닌 BaZrO3 기반의 촉매 지지체에 Ni을 건식으로 코팅하여 수소 생산 특성을 평가하고, 온도 및 시간의 변화에 따른 촉매의 내구성 여부를 평가하였다. 또한 멤브레인 촉매 반응기의 제조를 위해 dry pressing 방법으로 100 ㎛ 이하의 BZYZ 박막을 제조한 후 박막 표면에 다공질의 Ni/BZYZ 촉매를 형성시켜 수소의 제조와 분리반응의 가능성을 평가하였다.