고순도 수소생산을 위한 저온수성가스전이반응용 Cu-Nb-CeO2 촉매

High-purity hydrogen production from the low temperature water-gas shift reaction on Cu-Nb-CeO2 catalyst

본 연구는 고순도의 수소를 생산하기 위해 저온수성가스전이 반응에서 Cu-Nb-CeO2 촉매의 조촉매(Nb) 담지량을 최적화하였다. Cu-Nb-CeO2 촉매의 Nb 담지량을 최적화하기 위해, Nb의 담지량을 0 ~ 5 wt.%로 달리하여 공침법으로 제조하였다. 제조된 Cu-Nb-CeO2 촉매는 촉매의 성능을 평가하기 위해 매우 높은 기체공간속도 (GHSV) 72,152 h-1에서 촉매 반응을 수행하였다. 또한, 물리-화학적 특성을 평가하기 위해 BET, XRD, XPS, H2-TPR, N2O-화학흡착 등 다양한 분석을 수행하였다. 촉매 반응 결과, Cu-1Nb-CeO2 촉매가 가장 높은 CO 전환율 (Xco = 68 %)을 나타내었으며, 높은 CO 전환율은 다양한 촉매특성(높은 BET 표면적, 작은 Cu 결정 크기, 많은 산소 빈자리 그리고 우수한 환원능력)에 기인한 것으로 밝혀졌다.