Autothermal Reforming of Propane over Ni/CexZr1-xO2Catalysts
Ni 담지 CexZr1-xO2촉매상에서 프로판의 자열개질반응

Jin-Hwa Kong, Nam-Cook Park, Young-Chul Kim
2013 Korean Chemical Engineering Research  
요 약 본 연구는 Ni/Ce x Zr 1-x O 2 촉매를 이용하여 프로판의 자열개질반응을 통한 수소제조에 관한 것이다. Ni/Ce x Zr 1-x O 2 촉 매는 용매로서 물을 사용한 방법(CZ-W), 우레아와 물을 사용한 방법(CZ-UW), 우레아, 에탄올 및 물을 사용한 방법 (CZ-UWA)으로 각각 제조하였다. 반응물질의 조성은 Steam/C 3 H 8 =3, C 3 H 8 /O 2 =2.70 이었고, 반응은 상압 고정층 유통 식 반응기에서 300~700 o C 온도범위에서 진행하였다. 촉매제조시 용매에 우레아 및 에탄올을 첨가할 경우 촉매의 활 성이 증가하였다. CZ-UW 촉매의 경우 클러스터형태의 탄소생성에 기인한 활성점 피막으로 인해 쉽게 비활성화가 초 래됐다. 하지만 CZ-UWA 촉매의 경우 반응 후 탄소가 활성에 영향을 미치지 않는 나노파이버형태로 존재하여 활성저 하가 발생되지 않음을 SEM을 통해 확인했다. 또한 Ni/Ce 0.75 Zr 0.25 O 2 촉매의
more » ... 율 및 수율이 더 좋게 나타났으며 또 한 소량의 Cobalt를 첨가했을 때 탄소에 대한 저항성이 크게 향상됨을 TGA로 확인하였다. Abstract − In this study, the catalytic performance and characterization of Ni/Ce x Zr 1-x O 2 were investigated using an autothermal reforming (ATR) process for hydrogen production. The Ni/Ce x Zr 1-x O 2 catalysts were prepared using the following methods: the water method (CZ-W), urea water method (CZ-UW) and urea, water and ethanol method (CZ-UWA). The performance of Ni/Ce x Zr 1-x O 2 catalysts in autothermal reforming of propane for hydrogen production was studied in a fixed-bed flow reactor. Reaction tests were conducted by using a feed of H 2 O/C 3 H 8 /O 2 =3/1/0.37 and 300~700 o C. The CZ-UW and CZ-UWA catalysts showed higher propane conversion and hydrogen yield than the CZ-W catalyst. The activity test confirmed that the improvement in the water-ethanol catalyst was due to the low level of carbon deposition. SEM showed that the surface carbon consisted of clusters on the used CZ-UW catalyst, which is incontrast to the nano-fiber morphology observed on the used CZ-UWA catalyst. It was found that the amount of carbon deposition depends on the preparation method. Especially the Ni/Ce 0.75 Zr 0.25 O 2 was showed higher propane conversion and hydrogen yield than the other catalysts. Also TGA showed that the resistance of carbon deposition increase to Co addition.
doi:10.9713/kcer.2013.51.1.47 fatcat:cz74ojui45h6jpczddxriep2ba