遷移金屬觸媒를 利用한 SO₃의 分解反應 = Decomposition of Surfurtrioxide in the Catalitic Systems of Transition Metals
연료로 사용할 수 있는 수소를 얻는 방법에는 여러가지가 있다. SO2와 I2를 사용하여 물을 열화학적으로 분해시키는 것(SO2- I2-Water System)도 수소를 얻는 한가지 방법이다. 이 Cycle은 H2SO4 분해 그리고 HI 분해의 두 단위 분해반응을 갖는다. 본 연구는 고온에서 황산의 촉매 분해에 관한 연구이다.
황산을 360℃에서 분해시켜 얻은 SO3를 Al2O3, ZnO 및 SnO2를 담체로 한 10wt %의 Fe2O3, CuO와 Cr2O3촉매가 담긴 반응기로 보내어 1기압, 450℃~850℃의 온도 범위에서 반응시켰다. SO3의 분해율은 700℃~750℃에서 급격히 증가 하였으며, Fe2O3- Al2O3 촉매가 다른 촉매들 보다 분해효과가 가장 좋았다. 실험결과 Fe2O3- Al2O3 촉매에 대한 활성화 에너지는 11.3kcal/mol ˚K, 빈도인자 값은 4.9×104hr-1이었으며 850℃에서 최고 분해율 62.5%를 얻었다.
There are many methods to obtain hydrogen which can be used as a fuel. The thermochemical water splitting method using SO2 and I2, so called SO2-I2-water splitting cycle, is also one of the methods to get the hydrogen. This cycle includes two unit decomposition reactions such as H2SO4 decomposition and HI decomposition. This paper is a study on the high temperature catalytic decomposition of sulfuric acid. The SO3 generated by sulfuric acid decomposition at 360℃ is delivered and reacted in the reaction vessel which is packed with 10wt% Fe2O3, CuO, Cr2O3 catalyst to be supported on Al2O3, ZnO and SnO2 carrier in the temperauture range from 450℃ to 850℃ at 1 atm. The decomposition rate of sulfur trioxide increases from 700℃ ∼750℃ sharply. Fe2O3- Al2O3 catalyst has the best decomposition effect than other catalysts.
As a result, the activation energy for Fe2O3- Al2O3 catalyst is obtained 11.3 Kcal /mol ˚K and the pre-exponential factor is obtained 4.9×104 hr-1. The maximum decomposition rate was 62.5% at 850℃.
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