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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

최태열 (창원대학교, 창원대학교 대학원)

지도교수
정대운
발행연도
2022
저작권
창원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수6

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2022

폐기물 유래 합성가스로부터 수소생산을 위한 고온수성가스전이 반응용 Co-CeO2촉매 활성에 ZrO2가 미치는 영향
최태열 스마트환경에너지공학과정 2022.01 학위논문

2021

수소생산을 위한 고온수성가스전이 반응용 Co-Zr(1-x)Ce(x)O₂ 촉매의 Zr/Ce 비율 최적화
최태열 ,  정대운 ,  손지원 외 2명 대한환경공학회 학술발표논문집 2021.11 학술대회자료

초록· 키워드

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본 연구의 목적은 HTS 반응용 촉매인 Co-Zr(1-x)Ce(x)O2 촉매의 CeO2와 ZrO2의 비율을 최적화하는 것이다. 선행연구에 따르면, Co-ZrCeO2 촉매는 넓은 OSC (Oxygen Storage Capacity)와 우수한 산화환원 능력으로 인해 높은 활성을 나타내었다. 또한, ZrO2로 인해 열적안정성이 높아져 촉매의 안정성을 크게 향상시켰다. 그러나, CeO2와 ZrO2의 비율에 따른 촉매의 활성과 안정성 차이에 관한 연구는 진행되지 않았기 때문에 CeO2와 ZrO2의 비율을 최적화 하는 연구가 필요하다. CeO2와 ZrO2의 비율은 촉매의 성능과 안정성에 직접적인 영향을 끼친다. 따라서, 본 연구에서는 선행연구를 바탕으로 Co-Zr(1-x)Ce(x)O2 촉매를 공침법으로 제조하였으며, Co를 15 wt.%, ZrCeO2를 85 wt.%로 고정한 후, CeO2와 ZrO2의 몰비를 각각 10:0, 8:2, 6:4, 4:6, 2:8, 0:10으로 변화시켜 촉매를 제조하였다. 그 후, 제조된 촉매를 637,320 mL·g-1·h-1의 높은 기체공간속도(GHSV)에서 HTS반응에 대한 성능을 비교 검토하였으며, 450 °C에서 50시간 동안 안정성 테스트를 진행하였다. 또한, 촉매의 성능과 특성 간의 상관관계를 분석하기 위해 BET, XRD, H2-TPR, Co-Chemisorption, XPS, Raman 등의 물리화학적 특성분석을 진행하였다.
#촉매 #수성가스전이반응 #수소생산 #산소저장능 #환원성

목차

Ⅰ. 서 론 1
1. 연구배경 1
2. 연구 목적 및 범위 4
Ⅱ. 이론적 배경 및 문헌고찰 5
1. 수소 공급량 확대를 위한 폐기물로부터 수소생산 5
2. 폐기물로부터 수소생산을 위한 Co-Zr(1-x)Ce(x)O2 촉매 개발 과정 6
1) Co-CeO2 촉매 개발 6
2) Co-CeO2 촉매의 Co 비율 최적화 (10, 15, 25, 35 wt.%) 7
3) Co-CeO2 지지체 스크리닝 (CeO2, ZrO2, AlO2, TiO2) 7
4) Co-CeO2 조촉매 담지 (Pr, La, Zr) 8
5) CoCeZr 촉매의 Zr/Ce 비율 최적화 (100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0/100) 8
Ⅲ. 연구방법 10
1. 촉매 제조방법 10
2. 촉매 특성분석 12
1) X-선 회절 (X-Ray Diffraction) 12
2) BET 비표면적 (Brunauer-Emmett-Teller surface area) 12
3) CO-화학흡착 (CO-Chemisorption) 13
4) H2-TPR (Temperature Programmed Reduction) 13
5) XPS (X-ray Photoelectron Spectrometer) 14
6) Raman 분광학 (Raman spectroscopy) 14
7) TEM (Transmission electron microscopy) 15
3. 촉매 반응 16
Ⅳ. 결과 및 고찰 19
1. Co-Zr(1-x)Ce(x)O2 촉매의 특성분석 19
1) Co-CeO2 촉매의 구조적 특성 및 활성 부위에 대한 ZrO2 함량의 영향 19
2) Co-CeO2 촉매의 산소저장능에 대한 ZrO2 함량의 영향 23
2. Co-Zr(1-x)Ce(x)O2 촉매의 성능 테스트 36
1) 활성 테스트 36
2) 안정성 테스트 37
Ⅴ. 결론 40
참고문헌 41
ABSTRACT 51
감사의 글 53
CURRICULUM VITAE 56

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