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김경덕 (충남대학교) 김지유 (한국에너지기술연구원) 정운호 (한국에너지기술연구원) 박용하 (한국에너지기술연구원) 이광복 (충남대학교) 구기영 (한국에너지기술연구원)
저널정보
한국에너지기후변화학회 에너지기후변화학회지 에너지기후변화학회지 Vol.18 No.1
발행연도
2023.6
수록면
37 - 49 (13page)

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Hydrogen is attracting attention as an alternative clean energy source that can replace fossil fuels, but it requires a significant amount of energy to store and transport hydrogen. Therefore, the concept of hydrogen carrier that hydrogen is converted into a hydrogen containing material was proposed. Ammonia has been regarded as a promising hydrogen carrier for storage and transportation owing to its high hydrogen storage density per unit volume. As ammonia decomposition to hydrogen takes place at high temperatures, the utilization of catalysts with excellent activity at low temperatures is necessary to improve the energy efficiency of the process. In this study, Ru nano-catalysts were prepared through the polyol method employing three types of supports with different basicity, Al₂O₃, MG50 (Al₂O₃ : MgO = 50 : 50), and MgO. The prepared 2 wt% Ru catalysts were synthesized with particle sizes of 2.3 - 3.3 nm and Ru nanoparticles were highly dispersed on the supports with dispersion degrees of 39 - 56%. The NH₃ decomposition tests using catalysts with different basicity showed that NH₃ conversion increased in the order of Ru/Al₂O₃ ＜ Ru/MG50 ＜ Ru/MgO. The H₂-TPD and NH₃-DRIFTS analyses results confirmed that the intermediate basic sites, which formed O<SUP>2-</SUP> on the support surface, donated electrons to the Ru-H and Ru-N bonds, enhancing the H2 desorption rate. This resulted in improved H₂ poisoning resistance and low-temperature N₂ recombination and desorption which are the rate-determining steps in NH₃ decomposition. Consequently, the Ru/MgO catalyst with strong basicity exhibited a high NH₃ conversion (63.3%) at WHSV = 30,000 mL/g<SUB>cat</SUB>·h and 450 °C, and maintained stable catalytic performance for 30 hours.
#Ammonia decomposition #Polyol method #electron donor #Basicity

목차

ABSTRACT
1. 서론
2. 실험
3. 결과 및 토의
4. 결론
References

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