바이오가스 고품위 연료 전환 마이크로웨이브 탄화물 수용체 특성
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학술지명
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발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
KDC
505
자료형태
학술저널
수록면
284-284(1쪽)
제공처
바이오가스는 메탄과 이산화 탄소가 주성분으로 기후변화 원인물질인 온실가스로 알려져 있음과 동시에 좋은 재생에너지 자원이다. 바이오가스 개질을 통한 에너지생산기술은 온실가스를 저감함과 동시에 고품위 에너지원으로 전환하는 매력적인 기술로 마이크로웨이브 개질 특성 연구를 진행하였다. 마이크로웨이브를 이용한 메탄-이산화탄소 개질(Methane Dry Reforming)에 대하여 공급유량, 개질온도에 대한 연구는 많이 진행되어 있으나 마이크로웨이브 수용체의 개질특성에 대한 연구는 거의 찾아보기 어렵다. 본 연구에서는 마이크로웨이브 유전특성과 관련 있는 고온의 수용체로 메탄-이산화탄소 개질 특성에 대하여 규명하였다. 탄소(C)수용체인 차콜(Charcoal)을 기본으로 마이크로웨이브 수용체(Microwave Receptor)를 혼합하여 수용체의 개질 특성을 파악하였다. 수용체의 개질특성, 수용체 개질온도, 수용체 혼합 비율, 촉매를 담지한 수용체의 특성에 대한 연구를 진행하였고 그 결과는 다음과 같다. 차콜과 마이크로웨이브 수용체(Microwave Receptor)인 SiC, Al<sub>2</sub>O<SUB>3</SUB>를 각각 혼합하여 개질을 진행한 결과, 초기 차콜과 SiC는 마이크로웨이브에 의해 가영이 되나 Al<sub>2</sub>O<SUB>3</SUB>는 고온으로 올라갈수록 마이크로웨이브와의 반응이 급격하게 촉진되었다. 메탄(CH<SUB>4</SUB>)과 이산화탄소(CO<SUB>2</SUB>)의 전환은 초기에는 비슷하게 나타났으나, 후단부로 갈수록 Al<sub>2</sub>O<SUB>3</SUB>와 혼합한 경우의 전환율과 수소(H<SUB>2</SUB>)+일산화탄소(CO) 생성량이 더 많게 나타났다. 이는 수용체의 유전특성과 수용체 고유의 흡착특성에 따라 전환율이 차이가 있는 것으로 확인된다. 개질온도는 높을수록 전환율이 높았으며, 900℃의 경우 수소(H<SUB>2</SUB>)생산량이 가장 높았다. 수용체 혼합 비율 중 차콜의 비율이 낮아질수록 전환율 및 생성가스 수율은 감소하였는데, 이는 차콜성분의 무기물의 촉매활성이 차콜의 양이 줄어들수록 활성량이 줄어 전환율이 낮아진 것으로 확인된다. 촉매를 담지한 수용체의 개질의 경우 Ni촉매의 메탄(CH<SUB>4</SUB>), 이산화탄소(CO<SUB>2</SUB>)의 전환이 후단부까지 각각 80%와 90%로 일정하게 유지되었고, Fe촉매의 경우 메탄(CH<SUB>4</SUB>)전환은 초기에 70%까지 상승하고 후단부엔 점차 감소하였으며, 이산화탄소(CO<SUB>2</SUB>) 전환의 경우, 후단부까지 80%로 일정하게 유지되었다.
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