메탄스팀개질반응용 촉매흡착제 개발에 관한 연구
조용훈·나정걸·김성수·김진걸*·정수현† 한국에너지기술연구원연료공정연구센터
305-343 대전시유성구장동 71-2
*순천향대학교나노화학공학과
336-745 충남아산시신창면읍내리 646 (2005년 10월 24일접수, 2006년 3월 29일채택)
Development of a Catalyst/Sorbent for Methane-Steam Reforming Yong-Hoon Cho, Jeong-Geol Na, Seong-Soo Kim, Jin-Gul Kim* and Soo-Hyun Chung
†Fuel Process Research Center, Korea Institute of Energy Research,71-2, Jang-dong, Yuseong-gu, Daejeon 305-343, Korea
*Department of Chemical Engineering, Soonchunhyang University, 646, Eupnae-ri, Shinchang-myun, Asan-si, Chungnam 336-745, Korea (Received 24 October 2005; accepted 29 March 2006)
요 약
본연구에서는석탄등의중질탄소원으로부터 H2를생산하는시스템의일부인메탄스팀개질공정에사용되는개 질촉매와 CO2 흡착제를하나로결합시킨촉매흡착제를제조하여 H2생산성및에너지효율을향상시키고자하였다.
흡착제의다공성과표면적증가를위해서 1, 5, 10 wt％카본블랙을흡착제제조시사용하였으며, 압축강도와마모강
도를증진시키기위하여 5~10 wt％ Al2O3를흡착제에첨가하였다. SEM, TGA, BET, XRD, 마모측정기와자체제작 한흡탈착장치를사용하여제조된흡착제의열적, 물리적특성들을측정하였다. 측정결과, 5 wt％ Al2O3와 10 wt％카
본블랙을첨가한흡착제가 7.61 kgf의강도와 47％의흡착능을나타내어가장좋은물성을나타내었다. 제조된흡착제
에메탄스팀개질반응에서통상적으로사용되는 Ni, Co, Fe를 10 wt％로담지하여촉매흡착제를제조하였고각촉매흡 착제에대하여메탄스팀개질반응을수행한결과, Ni/CaO 촉매흡착제의반응효율이가장우수하였다. 결과적으로본 연구에서개발한촉매흡착제에의한메탄스팀개질반응시스템이 700~750oC의온도에서기존의촉매와흡착제가분 리된시스템에비해 5~10％높은 H2생산성을나타내었다.
Abstract −In order to improve the efficiency of methane steam reforming process, a part of the system which pro- duces hydrogen from heavy hydrocarbon resources such as coal, we combined metal catalyst with CaO sorbent and fab- ricated catalyst/sorbent. To increase the porosity and the compressive strength of sorbent, carbon black and α-alumina were mixed with CaO powder during preparation. The effects of sorbent composition on the physical properties were investigated by SEM, TGA, BET, XRD, abrasion strength measuring device and adsorption-desorption instrument. Sor- bent with 5 wt％ Al2O3 and 10 wt％ carbon black showed the best physical features with 7.61 kgf strength and 47％
CO2 adsorption capability. Various metal catalysts such as Ni, Co and Fe were supported on the sorbent developed and 10 wt％ Ni/sorbent was selected for methane steam reforming process based on the result of reaction experiment. The reaction system using the catalyst/sorbent showed better H2 productivity compared to the detached system with catalyst and sorbent, indicating the effectiveness of the system developed in this study.
Key words: Methane-Steam Reforming, Catalysts/Sorbent, CO2 Adsorption
1. 개 요
메탄스팀개질반응은촉매의존재하에서메탄을수증기와반응시 켜 H2, CO, CO2로전환시키는반응이다. 이반응은천연가스개질 은물론, 석탄등의중질탄소원으로부터수소를생산하는시스템
(ZECA)의일부로사용할수있어, 많은연구의대상이되고있다.
메탄스팀개질반응에서는 Table 1과같이여러반응이동시에일어
나는것으로보고되어있다[1-3].
위반응들의열역학적인평형조성은온도, 압력, 수증기/탄소몰 비(S/C 몰비; 반응물에포함된탄화수소 1몰에대한수증기몰수)에 의하여결정되는데일반적으로평형상태에서 H2와 CO의양은반 응온도가높을수록, 반응압력이낮을수록, S/C 몰비가클수록증가 한다[4].
†To whom correspondence should be addressed.
E-mail: [email protected]
본연구에서는 Table 1의반응1, 2에의해생성된 CO2를반응중 에흡착하여생성물의 CO2배출을최소화하는동시에 H2생성을 향상시키는촉매흡착제연구에중점을두었다. 기존메탄스팀개질반 응공정에서는촉매와흡착제를별도의반응구역에장입하여촉매 반응에의하여생성되는 CO2를후단의흡착제가흡착하는방식을 사용하고있다. 이는온도구배가발생하여많은비용과에너지가 소비될뿐만아니라반응기체가이동하는동안역반응으로인하여
H2의수율이감소되는단점이있다. Le Chatelier 법칙에따라, 만약 반응되는기체혼합물중의 CO2를바로제거할수있다면대부분 의개질과변환반응은열역학평형한계를넘어촉진되므로 H2의 전환율을보다증가시킬수있다.
CO2흡착물질로는 MgO, AgO, K2O 등대표적인 metal oxide계 열물질들이있으나, 이들은 500oC 이하에서만운전이가능하므로
700oC 이상의고온에서사용이불가능하다. 반면에 CaO는이미
850oC 이상고온에서운전되는 CO2 acceptor process에서안정 성이검증된물질로서현재가장많은연구가진행중인물질이
다[5-12]. 그러나 CaO계열의흡착제는반응성이높을수록강도
가약하고고온에서 sintering에의하여반응성이약해진다는단
점이지적되고 있다. 그러므로본 연구에서목표로하는촉매흡
착제를제조하기위해서는 CaO 흡착제에강도보강제와 기공형
성제등을첨가하여촉매반응과흡착반응에동시에사용할수있 도록 물성을 향상시켜야 한다. 최근, 리튬 실리케이트(lithium
sillicate)가다른세라믹물질에비해월등한 CO2흡수력을나타
내는것으로밝혀졌지만[13] 대규모의공장에서실용화되기에는 아직추가검증이필요한상황이다.
본연구에서는촉매흡착제에적합한촉매와흡착제를선정하기 위하여메탄스팀개질촉매로가장실용화되어있는 Ni, Co, Fe를 사용하였고, CO2흡착을위한흡착제로는고온에서사용가능한
CaO를사용하였다. 흡착제의마모강도와압축강도를증진시키기위 해서 5 wt％의 Al2O3를사용하였으며 10 wt％의카본블랙을사용하 여촉매흡착제의비표면적과다공성을증진시켰다. 제조된촉매흡
착제의물리적인특성은 SEM, XRD, TGA, BET, 마모측정기를사
용하여측정하였고 600~800oC 사이의온도에서메탄스팀개질반 응을수행하여반응성을테스트하였다. 최종적으로기존의촉매와 흡착제를별도로사용한시스템과본연구에서제안된촉매흡착제 사용시스템간의 H2생산성을비교하여본시스템의우수성을입 증하고자하였다.
2. 실 험
2-1.촉매흡착제의제조
석회석(CaCO3), 강도보강제(α-Al2O3), 기공형성제(카본블랙) 등
을조건에따라원하는비율로섞어 ball mill에서 24시간분쇄하였
고분쇄된시료를성형장치(agglomerator)에서유기바인더(5 wt％
PVA; Poly Vinyl Alcohol)를사용하여직경 2~4 mm의구모양으 로성형한후전기로에서 1,200oC에서 10시간동안소성함으로써
CO2흡착제를제조하였다. 흡착제성형은직경 50 cm로제작된성
형장치에원하는비율로섞은시료 500g을조금씩투입하고 15 rpm의
속도로회전시키며유기바인더용액을분무함으로써이루어진다. 제 작된반응기에제조된흡착제 40 g을넣고 750oC에서 CO2를 10시
간동안다시흡착시켜흡착제내부의 CaO를 CaCO3로전환시켰다.
진공식 담지장치에서 CaCO3로 전환된 흡착제에 10 wt％
Ni(NO3)26H2O, Co(NO3)26H2O, FeCl24H2O 등의용액(Junsei Chemical Co.)을 100 ml씩각각넣어 1시간동안담지시켰고 10％ H2/He 혼합 가스를사용하여 850oC에서 24시간정도환원시켜촉매흡착제를 제조하였다.
2-2.촉매흡착제성능테스트
촉매흡착제의특성을조사하기위하여마모강도및압축강도, 성 상분석, 비표면적및기공분포, CO2흡탈착, 메탄스팀개질반응실 험등을수행하였다.
ASTM D 4058-81 측정법에따라흡착제의마모강도를측정하였
다. 흡착제 100 g을드럼에넣고 60±5 rpm으로 30분회전시킨다 음 850µm 채를사용하여분리한후시료무게의변화량을측정하 였다. 시료의마모강도는 (1)식과같이정의할수있다.
마모저항(％) =
× 100 (1)
시료의압축강도는유압식장치(IMADA Co,DPS-20,0~20 kg)를 사용하여측정하였다.
흡착제의비표면적과기공분포및흡탈착등온곡선등을측정하기 위하여 BET 비표면적 분석기(Micro-meritics Co., M/N: ASAP 2010)을사용하였고, 흡착제의성상을관찰하기위하여 SEM(Hitachi Co., M/N:S-2500)을사용하였다.
열중량분석기(TA Instrument, SDT 2960)를사용하여제조된흡 착제에대한흡탈착실험을수행하였다. 반응직전에질소기체를
100 ml/min 유량으로 30분이상반응기로주입함으로써반응기내
부에잔류할수있는공기를제거하여무산소환원상태의열분해 조건을조성하였고 20oC/min의승온속도로상온에서설정온도
(650~850oC)까지반응기의온도를상승시켰다. 최종분해온도에도
달하면등온을유지한상태에서분위기가스인질소기체를차단하 고 50％의 CO2/N2 혼합가스를 100 ml/min의유량으로공급함으로 써이산화탄소흡탈착성능을측정하였다.
메탄스팀개질반응실험을수행하기위하여 Fig. 1과같은장치를 제작하였다. 본장치는 2개의반응기를사용하여 CO2의흡탈착및 촉매환원을동시에수행할수있도록제작하였으며하나의반응기 에는예열기를추가로장착하였다. 예열기는주입가스와 H2O가충 초기시료무게(g) - 채를통해나온시료의무게(g)
초기시료무게(g) Table 1. Chemical reactions of methane steam reforming process
No. Reaction ∆H298 (kJ/mol)
1 CH4 + H2O = CO + 3H2 +206.1
2 CO + H2O = CO2 + H2 −41.15 3 CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2 +165.0
4 CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 +247.3
5 CH4 + 3CO2 = 4CO + 2H2O +330.0
6 CH4 = C + 2H2 +74.82
7 2CO = C + CO2 −173.3
8 CO + H2 = C + H2O −131.3
9 CO2 + 2H2 = C + 2H2O −90.13
10 CO2 + 2CO = 3C + 2H2O −187.6
11 CH4 + CO2 = 2C +2H2O −15.30
분히가열되어가스상태로반응기에주입될수있도록코일형의
heating line을갖는형태로제작하였다. 반응기는 1,200oC까지온
도를올릴수있는전기로와전기로내부의 1/2 inch SUS tube로
구성되어있다. 반응기내부와외부에 k-type 온도계를장착하여온
도를측정하고조절하였다. 반응기상부에는 CH4, H2O, N2, H2, CO2
등의가스가주입될수있도록연결하였으며각가스는고압용
regulator를통하여 1차로압력을조절한후최종적으로 mass flow controller(Brooks, M/N: 5850E, Max. flow rate: 200 cc/min)를사용 하여유량을조절하였다. 반응중일정한양의 H2O를주입하기위 하여고압용 HPLC 펌프(ALLTECH 301 pump, 유량: 0.01~10 ml/
min)를사용하였다. 배출가스의성분분석을위하여가스출구에불 순물제거용 metal filter 및 line filter와미반응스팀제거용 cooling tank
및 2개의 ice trap을설치하였다. 응축된물은 air filter와moisture trap을설치하여완전히제거하였다. 성분분석을위하여 HP 6890 GC를사용하였으며일정량의가스를공급하기위하여 mass flow
meter를추가적으로설치하였다.
3. 결과 및 토의 3-1. 제조된 CaO흡착제의 특성
CO2흡착및촉매지지체역할을할 CaO 흡착제를 Table 2에나 타난바와같이 Al2O3와카본블랙의비율을바꾸어가며제조하고 물리적인특성을측정하였다.
3-1-1. 첨가제비율에따른물리화학적특성
시료 1~3은 5 wt％의 Al2O3을사용하였고시료 4~6은 10 wt％의
Al2O3를사용하였다. 카본블랙은각각 1, 5, 10 wt％의비율로사용
하였는데흡착제제조과정에서 1,200oC로소성할때연소되어흡
착제에더많은기공을부여할것으로기대하였다. Table 2에서보 여지듯이 5 wt％의 Al2O3을사용한시료 1, 2, 3에서는카본블랙의 양이증가할수록총기공부피와 BET 비표면적이증가하였으며이
러한현상은특히 10 wt％의카본블랙이첨가된시료 3에서더욱두
드러졌다. 반면 10 wt％의 Al2O3을사용한시료 4, 5, 6에서는카본 블랙의양과기공부피는큰상관관계가없는것으로나타났다. Al2O3
의비율이높을때카본블랙의영향이나타나지않은것은 Al2O3의 결합력에의하여카본블랙에의한기공형성효과가상쇄되었기때 문으로보인다. 시료의압축강도와마모강도는카본블랙의사용량 이증가할수록감소하는것을볼수있다.
또하나는 Al2O3의뭉침현상인데분말은용액과는달리현실적 으로균일하게혼합하기힘들다. 따라서 Al2O3를각각 5％, 10％를 사용하였지만시료가흡착제전반에걸쳐고르게분포되지않고한 곳에 뭉쳐져있는경우가발생할수있다. 실제로시료표면을
EDX(energy dispersive X-ray spectrometer)로측정해본결과 Al2O3
가5 wt％인시료는약 2~7％의분포를, 10％인시료는약 5~13％ 의분포를나타내었다. 즉전체적으로는각각 5, 10 wt％의 Al2O3가 포함되어있으나불균일하게분포되어있어국소적으로강한부분과 약한부분이따로존재하여시료의강도를감소시켰다고사료된다.
시료 3은 BET 비표면적이 2.25m2/g, 총기공부피는 2.110 × 10−2 cc/g으로다른시료보다높은값을나타내었다. 또한, Fig. 2에서알 수있듯이, 시료 3은대부분의기공이 800Å정도의대기공으로 100Å
이하의중기공으로구성된다른시료들과확연한차이를나타내고 있다. CO2흡착에필요한기공크기가만족되지않으면흡착제내 부로는흡착이이루어지지않고표면에서만흡착이이루어지기때 문에흡착량이떨어질수밖에없다. 시료 3의압축강도와마모저항 은각각 7.61 kgf, 53.1％로다른흡착제에비해작았으나상용흡착 제의강도에비해큰차이가없고흡착량이훨씬우월하였으므로 추후촉매흡착제제조실험에서는시료 3을사용하였다.
3-1-2. TGA 흡착실험
Fig. 3은 CaO 분말, CaO pellet 그리고시료 3의흡착결과를비
Fig. 1. Experimental setup.
1. MFC(mass flow controller) 6. GC 2. Pressure transducer 7. Vent
3. Bed reactor 8.Reactor for vaporization of water 4. Temperature controller
5. A: Metal filter B: Ice cold trap of water C: Ice cold trap of moisture
Table 2. The physical properties of CaO sorbents with different concentrations of Al2O3 and carbon black
No. Additive Total pore
volume (cc/g) Average
pore size (Å) BETsurface area
(m2/g) Compressive
strength(kgf) Abrasion
strength(％) Adsorption capability(750oC) Al2O3(％) Carbon black (％)
1 5 1 1.05 × 10−3 72.64 0.58 9.28 66.7 23.7
2 5 5 1.06 × 10−3 76.50 0.56 8.33 66.3 27.8
3 5 10 2.11 × 10−2 225.4 2.25 7.61 53.1 47.8
4 10 1 1.13 × 10−3 80.91 0.56 8.81 75.3 22.3
5 10 5 1.10 × 10−3 62.21 0.71 8.74 72.3 24.8
6 10 10 1.28 × 10−3 72.35 0.71 8.03 67.4 27.2
교한그래프이다. CaO 분말은 82％, 다른첨가제를사용하지않은 순수한 CaO pellet은 60％의흡착성능을나타내었다. 시료 3은 CaO
분말의절반정도인 47％의흡착성능을나타내었다. 여기서시료 3의
CO2흡착속도가 CaO pellet보다증가된것을알수있는데이것은 흡착속도에가장큰영향을미치는비표면적과기공도의크기가
CaO-pellet < 시료 3 < CaO 분말순서로증가하였기때문이다. Fig. 4는시료 3에대하여 TGA 흡탈착실험을 20회반복한결과
이다. 초기에는 47.8％의흡착성능을보였으나 14번째사이클에서
약 3％가감소하여 45％정도의흡착성능을보였으며이후서서히 감소하여 20번째사이클에서는 43％정도의흡착성능을나타내었
다. 전체적으로흡탈착이반복되면서흡착성능이서서히감소하였 으나그차이가크지않음을알수있다. 또한, 약 70여시간동안
20회의반복실험을거친후흡착제의압축강도를테스트한결과약
7.5 kgf의강도를나타내시료가높은안정성을가지고있음을알수
있었다.
3-2.제조된촉매흡착제의특성
3-2-1. 촉매흡착제의물리화학적특성
제조된흡착제(시료 3)에 Ni, Co, Fe의촉매를담지시킨촉매흡 착제의물리화학적특성및흡착성능분석결과를 Table 3에나타 내었다. 촉매흡착제의압축강도는촉매담지후에도거의변화가없 었다. 마모저항은약 5~10％정도감소하였는데흡착제외부에담 지되어있는촉매의결합력이비교적약하여마모저항테스트중에 떨어져나갔기때문으로생각된다.
Ni이담지된촉매흡착제 7과 Fe가담지된촉매흡착제 9는각각
39.32％, 45.05％의높은흡착성능을나타내었으나 Co가 담지된
촉매흡착제 8은 23.97％의낮은흡착성능을보였다. 담지된촉매 에따라흡착성능이크게달라진요인은비표면적보다기공크기
분포의영향때문으로사료된다. Ni, Co, Fe 촉매흡착제의 BET
비표면적은각각 1.0, 0.8, 1.6 m2/g으로큰차이가없는반면(Table 3),
주로대기공으로이루어진 Ni 촉매흡착제와 Fe 촉매흡착제와달 리 Co 촉매흡착제는중기공들로이루어져있으며(Fig. 5), 이로 인하여내부로의흡착이어려워흡착성능이크게감소한것으로 판단된다.
3-2-2. 촉매흡착제의 XRD 분석
Fig. 6은시료 3 흡착제와각각의촉매가담지된촉매흡착제의
XRD 분석결과이다. CaCO3상태에서 1,200oC 소성하여모든 CO2
Fig. 2. Pore size distribution of sorbents.
Fig. 3. Adsorption capability of sorbents exposed to a gas stream con- taining 50％ CO2/N2 at 750oC.
Fig. 4. Results of repeated loading and regeneration of sample 3.
Table 3. The physical properties of the catalyst/sorbents with different metal catalysts Sample
No. Sample
name Surface area
(m2/g) Pore size
(Å) Compressive strength
(kgf) Abrasion strength
(％) Adsorptioncapability (％) (750oC)
3 sorbent 2.14 225.4 7.61 53.13 47.8
7 Ni/sorbent 1.04 227.1 6.82 43.57 39.3
8 Co/sorbent 0.818 153.4 7.72 47.25 23.9
9 Fe/sorbent 1.63 245.2 7.21 44.55 45.1
를탈착시킨시료 3은 CaO peak가대부분을차지하였으며, 10 wt％ 의 Ni(NO3)26H2O, Co(NO3)26H2O, Fe(NO3)39H2O을담지하고 H2
로환원시킨촉매흡착제들은 CaO뿐만아니라 Ni, Co, Fe의 peak가 형성되어촉매흡착제가제조되었음을알수있다.
3-2-3. 촉매흡착제의 SEM 분석
흡착은표면에발달된미세기공을채우는현상으로그흡착량은 미세기공의모양과부피에의존한다고알려져있다. Fig. 7은 CaO
가분말상태에서촉매흡착제로제조되어흡착실험이끝날때까지 각과정에서의샘플을 SEM을사용하여 5,000배배율로관찰한것 이다. CaO가분말상태일때는기공이잘발달되어있으나(Fig. 7(a)),
흡착제제조과정에서 CaO 분말이서로뭉치게된다(Fig. 7(b)). Fig. 7(c)
를보면, 흡착제표면에 Ni 촉매가담지되어있고이로인해기공 크기가감소하였음을알수있다. 마지막으로흡착실험이완료되면
CO2가촉매흡착제표면을완전히뒤덮고있는것을확인할수있
으며(Fig. 7(d)), 이는더이상의흡착이이루어지지않는상태가되
었음을의미한다.
3-3.촉매흡착제의메탄스팀개질반응 실험
메탄스팀개질반응온도를결정하기위하여상용α-Al2O3 Bead (KANTO Chemical Co., 2~4 mm)에 10 wt％의 Ni(NO3)26H2O를담 지하고 600~800oC까지반응실험을실시하였다. 실험에사용한 H2O
와 CH4의비율로효율이가장좋은 3:1을선택하였다. 반응실험결
과를 Fig. 8에나타내었다. 600oC에서는반응이충분히일어나지
않아미반응 CH4가 28％정도배출되었고, 배출 CO와 CO2농도가 약 10％미만으로저조한반응성을나타내었다. 650oC에서미반응
CH4는 15％로감소하였고약 70％의 H2전환율을나타내었다. 700oC
와 750oC에서의 H2전환율은 75％정도로비슷하였으나, 750oC
일때 1차반응생성물인 CO가더많이배출되고미반응 CH4가거
Fig. 5. Pore size distribution of catalyst/sorbents.
Fig. 6. XRD patterns of the samples.
Fig. 7. SEM photographs of samples: (a) CaO powder, (b) sample 3, (c) before CO2 adsorption of Ni/sample 3, and (d) after CO2
adsorption of Ni/sample 3.
Fig. 8. Performance of methane steam reforming over 10 wt％ Ni/α- Al2O3 with temperature.
의배출되지않아가장좋은반응성을나타내는것으로판단되었다. 800oC까지실험한후다시 600oC로온도를떨어뜨린결과처음의
600oC 반응결과와같이미반응 CH4가증가함을알수있었다.
기존의메탄스팀개질반응시스템과본연구에서제안된촉매흡착 제를사용한반응시스템의 H2생산성을비교하기위하여우선 Fig. 1
에도시한 2개의반응기를사용하여하나의반응기에는촉매를, 나 머지하나의반응기에는흡착제를장입하고촉매반응을수행하였다
(Fig. 9). 동일한조건을구현하기위하여 Al2O3 bead에 10 wt％의
Ni(NO3)26H2O를담지한촉매를사용하였고흡착제로시료 3을사 용하였다. H2O와 CH4의비는 3:1이고반응온도는 750oC로유지 하였다. 반응초기, H2전환율은약 68％정도였으며 100분경과후 최고 75％의전환율을나타내었다. 반응동안약 10％의 CO가생
성되었으며 CO2는흡착제에의해흡수되어전혀배출되지않다가
160분후부터조금씩증가하여 350분에는약 8％가배출됨을알수
있다(Fig. 9).
Fig. 10은하나의반응기에제조된촉매흡착제를장입하고반응
을수행한결과이다. Fig. 10(a)는 Ni, Co, Fe/흡착제의 H2전환율, Fig. 10(b)는 CO 전환율, Fig. 10(c)는 CO2전환율을나타낸것이다. Fig. 10(a)에서알수있듯이, Ni/흡착제와 Fe/흡착제의 H2전환율은
85％이상이지만 Co/흡착제는초기부터다소낮은 85％정도의 H2
전환율을나타내었다가시간이갈수록성능이저하되어전환율이
80％이하로감소하였다. Ni/흡착제는 CO2가거의배출되지않다가 약 220분후부터흡착제가포화상태가되면서증가하기시작하였다.
이에비해 Fe/흡착제는 CO2가초기부터일정하게증가하고있음을 확인할수있다.
4. 결 론
메탄스팀개질공정에서하나의반응기를사용하여 CO2의배출량 을줄이는동시에에너지효율을높일수있는촉매흡착제를개발 하였다. 최적의흡착성능을나타내는 CaO 흡착제에 Ni, Co, Fe 촉 매를담지하여물리적인특성과반응성을테스트한결과다음과같 은결과를얻을수있었다.
(1) 제조된흡착제는압축강도가 7.61 kgf로기존상용흡착제에 비해크게감소하지않았지만, 47％의높은흡착성능을나타내었다. (2) 흡착제에 Ni나 Fe 촉매를담지하였을때압축강도및마모강
도는크게떨어지지않은반면, Co 촉매를담지한촉매흡착제는기
공부피가줄어 CO2흡착성능이다른촉매흡착제에비해많이감 소하였다.
(3) 흡착제에촉매를담지시킨경우, 비표면적은감소하나기공 분포가비슷하여흡착성능이많이감소하지않았다. 이결과로부터 흡착성능은비표면적과총기공부피보다는기공분포에더큰영향 을받는것으로판단된다.
(4) 메탄스팀개질반응실험결과본연구에서제안한, 한반응기 에서촉매흡착제를사용한시스템이촉매와흡착을분리한반응시
스템보다약 5~10％높은 H2생산성을나타내었다.
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