| 초록 |
최근 북미지역에서 셰일가스 바람이 불면서 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO) 등의 C1 가스 활용기술에 대한 관심이 증폭되고 있다. 피셔-트롭쉬 합성반응(2H2 + CO → 1/nCnH2n + H2O)은 합성가스(H2 + CO)를 촉매상에서 반응시켜 청정액체연료를 생산할 수 있는 기술로, 메탄의 이산화탄소 개질(CH4 + CO2 → 2H2 + 2CO)과 연계할 경우, 원유의존도 감소 및 온실가스 절감에 동시에 기여할 수 있는 매우 유망한 기술이다. Fe계 촉매는 가격이 저렴하고 낮은 H2/CO 분율(≤ 1.0)의 합성가스에도 적용할 수 있기 때문에, 메탄의 이산화탄소 개질과 연계된 피셔-트롭쉬 합성반응에 가장 적합한 촉매라 할 수 있다. Fe계 촉매를 피셔-트롭쉬 합성반응에 실제로 적용하기 위해서는 높은 값의 C5+ 탄화수소 선택도 및 생산성이 요구되며, 이를 달성하기 위해서는 (1) 촉매 제법, (2) 촉매 활성화 방식, (3) 반응 조건 등의 변수가 반드시 종합적으로 고려되어야 한다. 본 발표에서는 한국에너지기술연구원에서 피셔-트롭쉬 합성반응용 고성능 Fe계 촉매를 개발하기 위하여 수행한 일련의 연구결과를 소개한다. 앞서 소개한 3가지의 주요변수가 각각 촉매의 성능에 미치는 영향에 대하여 연구한 결과 중 대표적인 사례를 1가지씩 소개하고, 마지막으로 이러한 변수들을 종합적으로 고려하여 개발한 신규 촉매에 대한 최신 연구결과를 간략히 소개한다. |
