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폐기물 가스화 합성가스로부터 고순도 수소 생산을 위한 고온 수성가스전이반응용 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매의 제조방법에 대한 영향 연구
이열림,( A. Jha ),장원준,심재오,노현석 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2015 No.2
폐기물 가스화는 폐기물 내에 포함되어있는 C, H 성분을 CO, H<sub>2</sub>가 주성분인 합성가스로 전환하는 기술이다. 가스화로부터 생산된 합성가스는 수성가스전이반응 (Water Gas Shift, CO + H<sub>2</sub>O → CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>, ΔH = -41.1 kJ mol<sup>-1</sup>) 공정을 통해 고순도 수소로 전환이 가능하다. 최근 연구 결과 보고에서 바이메탈 형태의 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매는 고온 수성가스전이반응에 매우 높은 활성과 선택도를 보였다. 본 연구에서는 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매의 제조방법 최적화를 위해 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매를 함침법, 공침법, 졸-겔법, 수열합성법으로 제조하고 활성을 비교 평가 하였다. 다양한 제조방법 중 졸-겔법으로 제조한 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매가 가장 높은 CO 전환율을 나타내었다. 이는 졸-겔법으로 제조한 촉매의 높은 표면적과 활성물질-담체간 강한 상호작용에 기인한 결과이다.
폐기물 가스화 합성가스로부터 고순도 수소 생산을 위한 고온 수성가스전이반응용 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매의 제조방법에 대한 영향 연구
이열림,장원준,심재오,노현석 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-
폐기물 가스화는 폐기물 내에 포함되어있는 C, H 성분을 CO, H<sub>2</sub>가 주성분인 합성가스로 전환하는 기술이다. 가스화로부터 생산된 합성가스는 수성가스전이반응 (Water Gas Shift, CO + H<sub>2</sub>O → CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>, ΔH = -41.1 kJ mol<sup>-1</sup>) 공정을 통해 고순도 수소로 전환이 가능하다. 최근 연구 결과 보고에서 바이메탈 형태의 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매는 고온 수성가스전이반응에 매우 높은 활성과 선택도를 보였다. 본 연구에서는 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매의 제조방법 최적화를 위해 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매를 함침법, 공침법, 졸-겔법, 수열합성법으로 제조하고 활성을 비교 평가 하였다. 다양한 제조방법 중 졸-겔법으로 제조한 Ni-Cu-CeO<sub>2</sub> 촉매가 가장 높은 CO 전환율을 나타내었다. 이는 졸-겔법으로 제조한 촉매의 높은 표면적과 활성물질-담체간 강한 상호작용에 기인한 결과이다.
폐기물 가스화 합성가스로부터 고순도 수소 생산을 위한 고온 수성가스전이반응용 Ni-Cu-CeO2 촉매의 제조방법에 대한 영향 연구
이열림,A. Jha,장원준,심재오,노현석 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11
폐기물 가스화는 폐기물 내에 포함되어있는 C, H 성분을 CO, H2가 주성분인 합성가스로 전환하는 기술이다. 가스화로부터 생산된 합성가스는 수성가스전이반응 (Water Gas Shift, CO + H2O → CO2 + H2, ΔH = -41.1 kJ mol-1) 공정을 통해 고순도 수소로 전환이 가능하다. 최근 연구 결과 보고에서 바이메탈 형태의 Ni-Cu-CeO2 촉매는 고온 수성가스전이반응에 매우 높은 활성과 선택도를 보였다. 본 연구에서는 Ni-Cu-CeO2 촉매의 제조방법 최적화를 위해 Ni-Cu-CeO2 촉매를 함침법, 공침법, 졸-겔법, 수열합성법으로 제조하고 활성을 비교 평가 하였다. 다양한 제조방법 중 졸-겔법으로 제조한 Ni-Cu-CeO2 촉매가 가장 높은 CO 전환율을 나타내었다. 이는 졸-겔법으로 제조한 촉매의 높은 표면적과 활성물질-담체간 강한 상호작용에 기인한 결과이다.
김경진,이열림,장원준,심재오,전경원,나현석,김학민,유성연,안선용,노현석 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
In our previous research, Co-CeO<sub>2</sub> catalyst showed high catalytic performance compared to bulk Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub> in the high temperature water-gas shift (WGS) reaction. To enhance the performance of Co-CeO<sub>2</sub> catalyst, we varied the cobalt loading (10, 15, 25, 35 wt.%) to determine the optimum loading of cobalt in Co-CeO2 catalyst. Among the prepared catalysts, 15% Co-CeO<sub>2</sub> catalyst showed the most stable activity (50h, 400 ℃) without any side reaction (methanation) even at severe reaction conditions; a high gas hourly space velocity (142,663 h<sup>-1</sup>) and a high CO concentration (~38%) in the waste-derived synthesis gas. The remarkable performance of 15% Co-CeO<sub>2</sub> catalyst is mainly due to the higher dispersion of cobalt atoms on the catalyst surface. The WGS activity is also affected by the oxygen vacancy concentration.
김범준,전경원,나현석,이열림,안선용,김경진,장원준,심재오,노현석 한국화학공학회 2020 Korean Journal of Chemical Engineering Vol.37 No.7
Ni-MgO catalysts have been widely applied for carbon dioxide reforming (CDR) reaction due to their ability of anti-carbon formation. However, activation of Ni-MgO catalyst consumes considerable energy because of its very low reducibility. In this study, ZrO2, CeO2, and CeO2-ZrO2 promoted Ni-MgO catalysts were prepared via a facile coprecipitation method and applied to the CDR reaction. Among the prepared catalysts, the ZrO2-promoted Ni-MgO catalyst showed the highest methane conversion. The high catalytic performance of the ZrO2-promoted Ni-MgO catalyst is mainly due to easier reducibility, high Ni dispersion, and high specific surface area.
폐기물 가스화 합성가스로부터 수소 생산을 위한 수성가스전이 반응용 Cu 기반 촉매 연구
나현석,정대운,장원준,이열림,노현석 한국수소및신에너지학회 2014 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.25 No.3
Simulated waste-derived synthesis gas has been tested for hydrogen production through water-gas shift(WGS) reaction over supported Cu catalysts prepared by co-precipitation method. CeO2, ZrO2, MgO, and Al2O3were employed as supports for WGS reaction in this study. Cu-CeO2 catalyst exhibited excellent catalytic activityas well as 100% CO2 selectivity for WGS in severe conditions (GHSV = 40,206h-1 and CO concentration = 38.0%). In addition, Cu-CeO2 catalyst showed stable CO conversion for 20h without detectable catalyst deactivation. Thehigh activity and stability of Cu-CeO2 catalyst are correlated to its easier reducibility, high oxygen mobility/storagecapacity of CeO2.
Elucidating the effect of Ce/Zr ratio on high temperature shift activity with sulfur poisoning
김경진,전경원,홍가람,전병훈,배종욱,장원준,이열림,노현석 한국공업화학회 2022 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.115 No.-
To elucidate the effect of CeO2/ZrO2 ratio on the sulfur-tolerance in high temperature shift using wastederived synthesis gas, the Ce/Zr ratio in Pt/CexZr1-xO2 catalysts was systematically changed. Pt/CexZr1-xO2 catalysts were applied to the high temperature shift reaction with 500 ppm H2S. In the presenceof H2S, the catalysts were deactivated with time on stream due to the poisioning of H2S. Sulfurtolerancein high temperature shift activity depended upon the oxygen storage capacity of the catalysts. The regeneration rate of the catalysts was also related with the oxygen storage capacity. In addition, thePt dispersion matched the oxygen storage capacity trend. The oxygen storage capacity is a main functionto determine the sulfur tolerance in high temperature shift activity compared to the dispersion of Pt.
나현석,안선용,심재오,전경원,김학민,이열림,장원준,전병훈,노현석 한국화학공학회 2019 Korean Journal of Chemical Engineering Vol.36 No.8
−To investigate the effect of precipitation on physico-chemical and catalytic properties of Cu-Zn-Al catalyst, the pH value and injection rate in the precipitation process were systematically changed, and the water-gas shift reaction was carried out. The Cu-Zn-Al catalyst showed the highest CO conversion when the optimized synthesis parameters (i.e., pH=10-10.5 and injection rate=30ml/min) were employed. This is mainly due to the enhanced physicochemical properties such as a high Brunauer-Emmett-Teller surface area, small crystallite size, high Cu dispersion, and easier reducibility.