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메탄의 건식 개질반응을 위한 고분산 니켈 담지 Ni/SiO2@SiO2 코어-쉘 촉매에 관한 연구
최동섭(Dong Seop Choi),김나연(Na Yeon Kim),유은주(Eun Ju Yoo),김지율(Ji Yull Kim),주지봉(Ji Bong Joo) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
최근 기후변화 문제에 대응하기 위해 온실가스의 포집, 저장 및 활용과 관련한 기술들이 주목받고 있다. 건식 메탄 개질은 바이오매스 혐기성 소화로 생산된 바이오가스의 주성분인 메탄과 이산화탄소를 직접 반응시켜 수소와 일산화탄소로 구성된 합성가스를 생산하는 공정이다. 이렇게 생산된합성가스는 다양한 후속 공정을 통해 고부가 가치의 chemical로 전환될 수 있다. 메탄과 이산화탄소는매우 안정적인 분자로서 반응이 일어나기 위해 700 oC 이상의 고온조건에서 반응이 진행된다. 이러한고온의 반응조건은 촉매인 니켈 금속 입자의 소결현상을 유발하며, 탄소침적을 촉진하여 촉매를 비활성화 시킨다. 이에, 본 연구에서는 활성 금속인 니켈 나노입자가 금속산화물에 의해 캡슐화된 촉매를 합성하였고, 물리화학적 특성분석 진행 및 건식 개질 반응에 적용하여 촉매 활성을 확인하였다.
수증기 개질 반응에서 니켈촉매의 향상된 활성을 위한 구형 알루미나 볼의 특성 제어
최동섭(Dong Seop Choi),김지율(Ji Yull Kim),김나연(Na Yeon Kim),주지봉(Ji Bong Joo) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
최근 수소에너지에 대한 관심이 높아지면서 다양한 수소 생산 방법들이 연구되어지고 있다. 현재 수소를 생산하는 여러 가지 방법들 중 천연가스의 수증기 개질법은 가장 경제적이며 대량의 수소를 생산할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 특히 천연가스의 주 성분인 메탄은 가장 높은 H/C 비율을가지는 탄화수소로서, 수증기 개질 원료로 가장 이상적이다. 실제로 많은 천연가스 수증기 개질 공정은 충전층 반응기에서 진행이 되는데, 반응기 내 압력강하를 줄이기 위해 수 mm 크기로 성형된 촉매가 사용 된다. 그러나 성형 촉매 내부에서 확산 속도 느려 반응 중 촉매의 활성점이 충분히 활용되지못한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 산용액 처리를 통해 상용 구형 알루미나 지지체의 기공특성을조절하였다. HCl 처리 시간을 조절하여 구형 알루미나 지지체의 기공 크기 및 기공 부피를 조절하였다. HCl 처리 시간이 늘어남에 따라, 제조된 알루미나 지지체는 더 큰 기공 크기 및 더 큰 기공 부피를 가지며, 상응하는 Ni/Al2O3 촉매는 촉매 내부의 반응 분자의 입자내 확산 증가로 인해 높은 공간속도에서 높은 메탄 전환율과 수소 수율을 나타내었다. 또한 Ni/Al2O3 촉매의 기공도가 증가함에 따라 생성 가스의 조성이 변화함을 확인하였으며 장시간의 연속운전동안 비활성화 없이 촉매 활성이잘 유지됨을 확인하였다.
메탄의 건식 개질반응을 위한 La3+ 가 도핑된 Ni-CeO2 촉매의 촉진효과에 관한 연구
최동섭(Dong Seop Choi),김나연(Na Yeon Kim),유은주(Eun Ju Yoo),김지율(Ji Yull Kim),주지봉(Ji Bong Joo) 유기성자원학회 2022 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.추계
합성가스는 암모니아, 산소화-탄화수소 같은 화학물질을 합성하는데 사용되며 수소와 일산화탄소로 구성되어 있다. 현재 대부분의 합성가스는 천연가스의 수증기 개질반응을 통해 생산되지만 생산과정에서 다량의 이산화탄소가 배출된다. 메탄 건식개질반응은 대표적인 온실가스이자, 바이오매스의 혐기성 소화의 결과물인 바이오가스인 메탄과 이산화탄소를 합성가스로 전환하는 반응으로서온실가스를 배출하지 않는 합성가스 생산방법으로 주목받고 있다. Ni 촉매는 건식개질반응에서 높은활성을 보이지만 코킹에 의해 빠르게 비활성화 되는 문제가 있다. Ni-CeO 2 기반의 촉매는 가역적인산화-환원반응을 통해 격자내 산소를 효과적으로 방출할 수 있어, 내구성이 높은 촉매로서 건식개질반응에서 널리 연구되어지고 있다. 본 연구에서는 Ni-CeO 2 촉매에 La 3+ 이온을 도핑하여 메탄 건식개질반응에서의 촉진효과에 대해 연구하고자 하였다. Sol-Gel법으로 La 3+ 가 도핑된 Ni-CeO 2 촉매를 제조하였으며 물리화학적 특성분석과 촉매 활성평가를 진행하였다.
수증기 개질 반응에서 니켈촉매의 향상된 활성을 위한 구형 알루미나 볼의 특성 제어
최동섭(Dong Seop Choi),김지율(Ji Yull Kim),김나연(Na Yeon Kim),주지봉(Ji Bong Joo) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11
최근 수소에너지에 대한 관심이 높아지면서 다양한 수소 생산 방법들이 연구되어지고 있다. 현재 수소를 생산하는 여러 가지 방법들 중 천연가스의 수증기 개질법은 가장 경제적이며 대량의 수소를 생산할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 특히 천연가스의 주 성분인 메탄은 가장 높은 H/C 비율을 가지는 탄화수소로서, 수증기 개질 원료로 가장 이상적이다. 실제로 많은 천연가스 수증기 개질 공정은 충전층 반응기에서 진행이 되는데, 반응기 내 압력강하를 줄이기 위해 수 mm 크기로 성형된 촉매가 사용 된다. 그러나 성형 촉매 내부에서 확산 속도 느려 반응 중 촉매의 활성점이 충분히 활용되지 못한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 HCl 용액 처리를 통해 상용 구형 알루미나 지지체의 기공특성을 변화시켰고, HCl 처리 시간을 조절하여 구형 알루미나 지지체의 기공 크기 및 기공 부피를 조절하였다. HCl 처리 시간이 늘어남에 따라, 제조된 알루미나 지지체는 더 큰 기공 크기 및 더 큰 기공 부피를 가지며, 상응하는 Ni/Al₂O₃ 촉매는 촉매 내부의 반응 분자의 입자내 확산 증가로 인해 높은 공간속도에서 높은 메탄 전환율과 수소수율을 나타내었다. 또한 Ni/Al₂O₃ 촉매의 기공도가 증가함에 따라 생성 가스의 조성이 변화함을 확인하였으며 장시간의 연속운전동안 비활성화 없이 촉매 활성이 잘 유지됨을 확인하였다.
김동진 ( Dong Jin Kim ),김난희 ( Nan Hee Kim ),서지아 ( Ji A Seo ),김신곤 ( Sin Gon Kim ),최경묵 ( Kyung Mook Choi ),백세현 ( Sei Hyun Baik ),최동섭 ( Dong Seop Choi ) 대한내과학회 2006 대한내과학회지 Vol.71 No.6
평소 건강하던 69세 남자에게서 감기약으로 N-acetylcysteine을 복용 후 발생한 인슐린 자가면역성 증후군 환자를 경험하였다. 인슐린종을 의심하여 여러 검사를 진행하였으나 인슐린종을 찾지 못하였고 높은 인슐린 자가 항체와 수용체 항체가 양성으로 인슐린 자가면역성 증후군 진단하에 당질 코르티코이드를 사용하였다. 환자는 당질 크르티코이드를 사용하면서 더 이상 저혈당이 없어서 퇴원하였고, 3개월 후 당질 코르티코이드를 감량해서 끊고 1년 이상 저혈당 없는 상태로 외래 추적관찰 중이다. 인슐린종이 의심되는 환자에게서 인슐린 자가면역성 증후군을 반드시 고려해야 하며 원인이 될 수 있는 약들에 대해서도 철저한 조사가 필요하겠다. Autoimmune insulin syndrome is characterized by a combination of fasting hypoglycemia, high total serum insulin concentrations, and the presence of autoantibodies to the native human insulin in serum. A healthy 69-year-old man developed spontaneous hypoglycemia after being given some medications for the common cold. His laboratory finding shows endogenous hyperinsulinism. Therefore, an insulinoma was suspected but the imaging study shows no mass lesion in the pancreas and the anti-insulin antibody titer was high(>100UlmL). He had no specific medication history except for a treatment of a current upper respiratory infection (URI). Among the UBI medication, it was found that N-acetylcysteine contains a sulfhydryl group and could induce autoimmunization. The patient was treated with corticosteroid for 3 months. His anti-insulin antibody titer had decreased to normal level and has not shown any hypoglycemic episodes for more than one and a half years. We present this case with a review of relevant literature. (Korean J Med 71:683-687, 2006)