| 초록 |
수소는 공업적으로 중요한 가스이며, 대부분 천연가스의 수증기 개질로 만들거나 정유공장의 off-gas의 정제로 생산된다. 소량의 수소(약 1MMSCFD 규모)를 필요로 할 때에는 이렇게 만들어진 수소를 공급받는 것이 경제적이나, 이보다 큰 용량인 경우는 수요처에서 직접 생산하는 것이 유리하다.미국의 Air Products & Chemicals 는 DOE와 함께 수소제조 비용 저감을 위한 요소 기술로서 이온전도막 개발과제를 현재 9년째 수행하고 있으며, 9천만$를 DOE에서 지원 받고 있는데, 천연가스로부터 저가로 수소나 합성가스를 만드는 새로운 분리막 반응시스템을 개발 및 실증하는데 그 목적이 있다. 이 프로젝트에는 이밖에 펜실바니아대학 등의 대학교와 Battelle 연구소, ceramatec, ChevronTexaco 사 등 11개 기관이 참여하고 있으며, 기술의 타당성 검토에서 상업화에 이르기까지 망라되어 있다. 현재로는, 150MMSCFD 규모의 합성가스 (수소: 일산화탄소 = 2:1) 생산설비를 기준으로 autothermal reformer와 cryogenic 산소 공급설비를 갖춘 기존 설비와 비교하여 33% 정도의 투자비 절감이 이루어질 잠재력이 있는 것으로 평가하고 있다. Praxair에서도 Argon National Lab과 함께 산소투과막(OTM)과 수소투과막(HTM) 등을 이용한 합성가스 생산 기술을 연구중이며, 1997년 저가격의 합성가스 생산을 목표로 발족된 OTM syngas alliance에는 BP Amoco, Sasol(남아프리카), Statoil(노르웨이), Praxair가 참여하고 있다. 1999년 12월 Phase 1이 끝나고, 2000년부터 Phase II가 시작되었으며, 합성가스 생산용 bench scale 까지를 목표로 하고 있다. 하지만, HTM 기술은 OTM에 비하여 아직 낮은 수준의 단계에 있다. 당 연구그룹에서는 지난 3년동안 합성가스 생산을 목적으로 분리막 반응기를 개발하여 왔는데, 본 발표에서는 페롭스카이트상의 혼합 이온전도체인 La0.7Sr0.3Ga0.6Fe0.4O3 (LSGF)을 합성하여, 산소만을 선택적으로 투과시킬 때의 투과율을 측정하고, 메탄의 부분산화로 합성가스 제조 실험 결과를 요약하였다. |
