Ni-K2TixOy 촉매를 이용한 해조류 유래 수열 액화 원료의 수증기 개질 반응 연구

Abstract

해조류로부터 수열 액화 반응을 통해 생성된 원료를 이용하여 수소가스를 생산하기 위해 개질 반응용 상용화 촉매와K2TixOy가 첨가된 니켈(Ni) 제조 촉매를 사용하여 반응온도에 따른 수증기 개질 반응을 수행하였다. 반응원료는 해조류 바이오매스를 503 K의 반응온도에서 2시간 동안 수열 액화를 통해 생성된 액화 원료를 사용하였으며, 상용화 촉매(FCR-4-02) 와 제조 촉매(Ni/K2TixOy-Al2O3, Ni/K2TixOy-SiO2, Ni/K2TixOy-ZrO2/CeO2, Ni/K2TixOy-MgO) 및 반응온도에 따른 수증기 개질반응의 활성을 비교 연구하였다. 실험결과 제조 촉매 4종 모두 상용화 촉매와 비교하여 반응활성이 높게 나타나는 것이 확인되었으며, 제조 촉매의 지지체에 따라 생성되는 가스의 조성이 달라지는 것이 확인되었다. 특히, 산성이나 염기성을 띄는Al2O3와 MgO의 지지체와 중성을 띄는 SiO2의 지지체에서는 CO가 선택적으로 높게 생성이 되었으며 환원성을 띄는 CeO2 를 포함하는 지지체에서는 수성가스 전환 반응이 일어나 CO2가 높게 생성됨을 보였다.