[그림 1] 세륨 산화물 도입에 따른 비귀금속 CoFe 기반 층상 이중산화물 소재 암모니아 분해 성능 개선
세륨 산화물 도입에 따른 비귀금속 CoFe 기반 층상 이중산화물 소재 암모니아 분해 성능 개선
세륨 산화물 도입에 따른 비귀금속 CoFe 기반 층상 이중산화물 소재 암모니아 분해 성능 개
세륨 산화물
세륨 산화물-CoFe 금속 합금
N
2
H
2
NH
3
암모니아 분해 반응
(in-situ 수소 환원)
암
모
니
아
분
해
율
(
%
)
CoFe LDO
8.1
배
증가
CeO
2-CoFe LDO
10.1
%
81.9
%
세륨 산화물
도입 전
세륨 산화물
도입 후
세륨 산화물이 CoFe 층상 이중산화물 소재의 곳곳에 위치하여,
촉매의 전자 전달력(반응성)과 구조적 안정성 향상 →
촉매에 달라붙던 질소 원자(N)가 짝을 이뤄 분자(N
2)형태로 잘 떨어져 나감
→ 촉매의 암모니아 분해 성능 개선
세륨 산화물이 CoFe 층상 이중산화물 소재의 곳곳에 위치하여,
촉매의 전자 전달력(반응성)과 구조적 안정성 향상 →
촉매에 달라붙던 질소 원자(N)가 짝을 이뤄 분자(N
2)형태로 잘 떨어져 나감
→ 촉매의 암모니아 분해 성능 개선
세륨 산화물 도입 후
암모니아 분해율
8.1
배 증가
0
20
40
60
80
100
개발 촉매와 기존 촉매와의 암모니아 분해 성능 비교
개발 촉매와 기존 촉매와의 암모니아 분해 성능 비교
[그림 2] 개발 촉매와 기존 촉매와의 암모니아 분해 성능 비교
500 °C
450 °C
Co/MWCNTs-N600
Co/CeO
2-3DOM
Co
3Mo3N
Fe
3Mo3N
Mg
3Co3Fe2 mixed oxides
(비교기준: 공간속도 6,000 mL
NH3/gcat./h)
암모니아 분해율 (%)
► 비귀금속계 촉매 대비
다른 촉매들보다 50 °C 낮은 450 °C 환경임에도 불구하고,
다른 촉매보다 암모니아 분해 효율은 더 높음(81.9%)
다른 촉매들의 성능 평가 조건과 같은 500 °C 환경에서는
암모니아 분해 효율 더욱 더 높게 나옴(100%)
CeO
2-CoFe LDO (화학연 2024년 개발)
CeO
2-CoFe LDO (화학연 2024년 개발)
다른 촉매들은 500 °C 환경이더라도
암모니아 분해 효율 상대적으로 낮음(44~72%)
다른 촉매들보다 50 °C 낮은 450 °C 환경에서,
암모니아 분해 효율 45% 달성
Ni/AlCeOx (화학연 2022년 개발)
기존 비귀금속 촉매들과 비교 시,
→ 낮은 온도에서, 더 효율적인 암모니아 분해 가능
기존 비귀금속 촉매들과 비교 시,
→ 낮은 온도에서, 더 효율적인 암모니아 분해 가
[그림 3] 주요 논문 기여자(오른쪽부터 이유진 연구원(공동저자), 채호정 책임연구원(교신저자), 이수언 연구원(제1저
자
), Le Thien An 박사후연구원(공동저자), 김영민 선임연구원(공동저자))
[그림 4] Le Thien An 박사후연구원이 암모니아 분해 반응기에 촉매가 담긴 시험관을 결합시키고 있다
[그림 5] 이유진 연구원이 암모니아 분해 반응기를 조작하고 있다
[그림 6] 이수언 연구원이 이번에 개발한 비귀금속 기반 촉매 샘플을 보여주고 있다
