연료전지 기본개념 및 응용분야 - cnu · 수소에너지의특성 1차에너지...

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신에너지 신에너지 첨단 첨단 소재 소재 혁신 혁신 융합 융합 기술 기술 6 6 수소에너지 수소에너지 제조 제조 기술 기술 (1) (1)

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Page 1: 연료전지 기본개념 및 응용분야 - CNU · 수소에너지의특성 1차에너지 태양광 태양열 석탄 석유 수소에너지는1차에너지를변환하여얻는2차에너지

신에너지신에너지 첨단첨단 소재소재 및및 혁신혁신 융합융합 기술기술 –– 제제 6 6 강강

수소에너지수소에너지 제조제조 기술기술(1)(1)

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목목 차차

# # 수소에너지의수소에너지의 기본기본 개념개념

ᄋᄋ 수소에너지의수소에너지의 특성특성

ᄋᄋ 수소에너지의수소에너지의 필요성필요성

ᄋᄋ 수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

ᄋᄋ 수소에너지수소에너지 기술개발기술개발 시스템시스템

# # 수소에너지의수소에너지의 제조제조 기술기술

ᄋᄋ 수소수소 제조제조 기술의기술의 개요개요

ᄋᄋ 화석연료화석연료 개질개질 기술기술

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수소에너지의수소에너지의 기본기본 개념개념

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수소에너지의수소에너지의 특성특성

11차차 에너지에너지

태양광태양광

태양열태양열

석탄석탄

석유석유

수소에너지는수소에너지는 11차차 에너지를에너지를 변환하여변환하여 얻는얻는 22차차 에너지에너지

수소는수소는 모든모든 에너지에너지 자원으로부터자원으로부터 에너지변환에에너지변환에 의하여의하여

얻을얻을 수수 있는있는 효율적인효율적인 에너지에너지 변환변환 매체이며매체이며, , 다양한다양한

합성합성 원료이자원료이자 연료가연료가 됨됨

22차차 에너지에너지

수소에너지수소에너지

물물

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수소에너지의수소에너지의 특성특성

1. 1. 수소는수소는 무한정인무한정인 물물 또는또는 유기물질유기물질을을 원료로원료로 제조제조 가능가능⇒⇒ 사용사용 후후 다시다시 물로물로 재재 순환순환

2. 2. 수소는수소는 가스나가스나 액체로액체로 쉽게쉽게 수송이수송이 가능가능⇒⇒고압가스고압가스, , 액체수소액체수소, , 금속수소화물금속수소화물 형태로형태로 저장이저장이 용이용이

3. 3. 연소연소 시시 극소량의극소량의 NOxNOx를를 제외하고는제외하고는 공해물질을공해물질을 생성생성

하지하지 않음않음⇒⇒ 환경오염환경오염 최소최소

4. 4. 현재의현재의 에너지시스템의에너지시스템의 모든모든 분야에분야에 이용가능이용가능⇒⇒ 일반연료일반연료, , 수소자동차수소자동차, , 연료전지연료전지 등등

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수소에너지의수소에너지의 필요성필요성

1. 에너지 비용의 부담 경감

『고갈되는 화석연료와 에너지 수요 증가에 따른

국가 경제의 부담』

세계 9위 - 에너지 소비량

세계 6위 - 석유 소비

세계 3위 - 석유 수입

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에너지에너지국내에너지국내에너지

의존도의존도가매장량가매장량

사용가능사용가능

연수연수

연간연간 수입액수입액

((비중비중))

원유원유 45%45% 15671567억톤억톤 4141년년229229억불억불

(60%)(60%)

천연가스천연가스 13%13% 176176조조mm33 6767년년6666억불억불

(13%)(13%)

석탄석탄 24%24% 98459845억톤억톤 192192년년3939억불억불

(8%)(8%)

국내국내 연간연간 총총 수입수입 중중 에너지에너지 수입비중수입비중 22.1%22.1%

유가유가 60~80$ 60~80$ ▶▶GDP (GDP (Gross Domestic ProductGross Domestic Product)) 1~2% 1~2% 하락하락

[2004[2004년년 기준기준]]

수소에너지의수소에너지의 필요성필요성

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총 에너지 소비 관련 지표 추이 - 경제적 부담 가중

주주) 1) 1인당인당 에너지에너지 = = 총총 에너지에너지 수요수요//인구인구

GDPGDP 탄성치탄성치 = = GDPGDP 증가율증가율(%)/(%)/에너지에너지 수요수요 증가율증가율(%)(%)

[자료 : 에너지수요전망(2004~2009) 2004.12, 에너지 경제 연구원]

수소에너지의수소에너지의 필요성필요성

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2. 환경문제의 해결

프랑스환경보건청(Atsse)

차량 배기가스가 주범인

대기오염으로 지난 2002년

6천500-9천500명 사망 추정.

2004/05/07 파리, 연합뉴스

서울대 권오상 교수(농경제사회학부)팀

차량 배기 가스가 주범인 대기

오염으로 수도권에서만 연간 1

만1천여명 조기 사망. 경제적

손실 연간 최대 10조원 추정.

2004/01/26 한겨레

아시아개발은행(ADB)

세계적으로 연간 약 80만명이

도시의 대기오염으로 인한 질

병 때문에 사망 추정.

2003/06/11 연합뉴스

세계보건기구(WHO)

전세계에서 한해 6만 2000명

이 대기오염에 의한 폐암으로

사망.

2004/03/10 중앙일보

수소에너지의수소에너지의 필요성필요성

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연료전지와 내연기관의 CO2 배출 비교

이산화탄소 합산 배출량 (g/mile)

[[자료자료 : FUEL CELLS CANADA, CANADIAN FUEL CELLS: FUEL CELLS CANADA, CANADIAN FUEL CELLSCOMMERCIALIZATION ROADMAP, 2003. 3]COMMERCIALIZATION ROADMAP, 2003. 3]

수소에너지의수소에너지의 필요성필요성

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수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

1. 1. 전기전기 생산생산 분야분야

1) 1) 수소수소 연료전지연료전지

–– 깨끗하고깨끗하고 조용할조용할 뿐만뿐만 아니라아니라 효율도효율도 높아높아

다용도로다용도로 쓰일쓰일 전망전망

-- 분산원분산원 전원전원 : : 대형발전소에서대형발전소에서 전력생산에전력생산에 이용이용

=> => 독특한독특한 성질들성질들 때문에때문에 수소수소 연료전지의연료전지의

발전용량이발전용량이 빠르게빠르게 늘어날늘어날 것것

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연료전지연료전지 스택스택

수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

발전소용발전소용 연료전지연료전지

휴대용휴대용 연료전지연료전지[ [ 수소수소 연료전지의연료전지의 이용이용 ]]

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2. 2. 자동차자동차

수소의수소의 성질은성질은 수소내연기관용과수소내연기관용과 전기전기 동력의동력의 자동차자동차

모두의모두의 연료가연료가 될될 수수 있음있음 ((현재현재 실증이실증이 활발히활발히 진행진행))

3. 3. 해군에서의해군에서의 활용활용

독일해군독일해군 -- 차기차기 잠수함잠수함 연료연료 동력으로동력으로 수소수소 사용사용

호주호주, , 캐나다캐나다, , 이탈리아이탈리아 해군에서도해군에서도 수소수소 잠수함잠수함

실험실험 중중

수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

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수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

[ [ 수소수소 내연기관내연기관 자동차와자동차와 수소수소 스테이션스테이션 ]]

수소수소 내연기관내연기관

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수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

Hydrogen WatercraftHydrogen Watercraft

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4. 4. 우주개발우주개발 프로그램프로그램

-- 19741974년년 이전에이전에 이미이미 수소가수소가 다른다른 연료에연료에 비해비해 월등월등

하다고하다고 판단판단 => => 수소의수소의 성질성질((가장가장 가벼운가벼운 연료연료) ) 때문때문

=> => 주주 연료로연료로 수소를수소를 사용사용

5. 5. 항공항공 우주선우주선

-- ‘‘slush hydrogenslush hydrogen’’의의 효과효과 => => aerospikeaerospike 로켓로켓 엔진엔진

-- 저장소의저장소의 축소를축소를 가져오게가져오게 되어되어 기존의기존의 33분의분의 1 1

크기의크기의 우주선우주선 제조제조 가능가능

수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

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수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

Japanese experimentalJapanese experimental

reusable RVTreusable RVT--6 Spacecraft6 SpacecraftA space shuttle of NASAA space shuttle of NASA

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6. 6. 비행기비행기

수소의수소의 가벼운가벼운 무게와무게와 우수한우수한 연소연소 성질성질 및및 환경환경

친화성친화성 때문에때문에 비행기에게비행기에게 이상적인이상적인 연료이다연료이다..

-- 독일독일 & & 러시아러시아 : : 수소를수소를 연료로연료로 쓰는쓰는 항공항공 수송의수송의

개발에개발에 협력하기로협력하기로 동의동의

-- 일본일본 : : 수소가수소가 연료가연료가 사용되어질사용되어질 것으로것으로 기대되는기대되는

초음속의초음속의 수송에수송에 대한대한 연구와연구와 개발개발 작업작업

수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

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수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

Hydrogen aircraftHydrogen aircraft

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7. 7. 수소화물수소화물 활용활용

-- 수소화물에수소화물에 열이열이 공급될공급될 때때 수소는수소는 방출방출

-- 각각 다른다른 금속과금속과 합금에합금에 따라따라 온도와온도와 압력압력 특성이특성이 변함변함

: : 많은많은 전기화학적전기화학적 그리고그리고 열화학적열화학적 활용에활용에 있어서있어서

이러한이러한 성질들은성질들은 이점으로이점으로 작용작용

-- 보다보다 작은작은 수소수소--수소화물수소화물 배터리배터리, , 전기자동차의전기자동차의 보다보다

큰큰 배터리들은배터리들은 이미이미 상업화되었으며상업화되었으며, , 냉동기와냉동기와

열열 펌프에서의펌프에서의 수소수소--수소화물의수소화물의 에어컨에어컨 프로젝트프로젝트

수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

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[ High[ High--pressure type Nickelpressure type Nickel--hydrogen Battery unit ]hydrogen Battery unit ]

수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

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8. 8. 촉매연소촉매연소

수소의수소의 또또 다른다른 독특한독특한 성질은성질은 platinumplatinum 또는또는

palladiumpalladium과과 같은같은 적은적은 양의양의 촉매촉매 존재존재 하에서하에서

무화염무화염 연소연소 또는또는 촉매촉매 연소를연소를 한다는한다는 것이며것이며, ,

안전한안전한 수소수소 이용을이용을 도와줄도와줄 것이다것이다..

수소에너지에수소에너지에 대한대한 전망전망

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수소에너지수소에너지 기술개발기술개발 시스템시스템

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수소에너지의 제조 기술

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수소수소 제조제조 기술의기술의 개요개요

1. 1. 화석연료화석연료 개질개질 기술기술

2. 2. 광광 화학적화학적 제조제조 기술기술

3. 3. 열열 화학적화학적 제조제조 기술기술

4. 4. 전기분해전기분해 제조제조 기술기술

5. 5. 생물학적생물학적 제조제조 기술기술

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화석연료화석연료 개질개질 기술기술

H2

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석탄석탄 가스화를가스화를 통한통한 수소제조수소제조

* * 석탄석탄 가스화가스화란란??

-- 고온의고온의 ‘‘수증기수증기++산소산소’’ 또는또는 ‘‘수증기수증기++공기공기’’분위기에서분위기에서 석탄을석탄을 주입하여주입하여 기체기체 연료를연료를

얻는얻는 공정공정

* * 총괄반응총괄반응 건조건조, , 열분해열분해, , 가스화가스화 반응으로반응으로 구분구분

1) 1) 건조건조 : : 수분함유석탄수분함유석탄 건조석탄건조석탄 + + 수분수분

2) 2) 열분해열분해 : :

건조석탄건조석탄 Char + HChar + H22O,HO,H22,CH,CH44,H,H22S,NHS,NH33,Tar,Tar3) 3) 가스화가스화

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석탄석탄 가스화가스화

석탄가스화기석탄가스화기 CO, H2, CH4, CO2CO, H2, CH4, CO2

HH22O(v) , AirO(v) , AirTar, AshTar, Ash

heatingheating

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Gas purificationGas purificationPurified gasPurified gas

DustDustHH22OOHH22SSCOCO22

CoalCoalSteamSteam

OO22AirAir

Coal gasification reactionCoal gasification reactionCoal Coal →→ HH22, , CCmmHHnn, C, CC +2HC +2H22 →→ CHCH44

C + HC + H22O O →→ CO + HCO + H22

C + 2HC + 2H22O O →→ COCO22 + 2H+ 2H22

C + COC + CO22 →→ 2CO2COCO + HCO + H22O O →→ COCO22 +H+H22

C +OC +O22 →→ COCO22

2C + O2C + O22 →→ 2CO2CO

가스화가스화 반응반응

AshAsh

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

고정층가스화공정고정층가스화공정

유동층가스화공정유동층가스화공정

분류층가스화공정분류층가스화공정

용융층가스화공정용융층가스화공정

지하가스화공정지하가스화공정

저열량가스화공정저열량가스화공정

중열량가스화공정중열량가스화공정

고열량가스화공정고열량가스화공정

석탄가스화반응공정석탄가스화반응공정

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

고정층고정층 가스화가스화 공정공정

Coal (5 ~ 0.3 cm)

Gas

H2O(v)

O2

Ash

Ash

H2O(v), O2

Coal

Gas

Temperature (K)

500 1000 1500 2000

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

고정층고정층 가스화가스화 공정공정

Lurgi 공정 MORGAS 공정 GEGAS 공정

Woodall – Duckham 공정

Wellman-Galusha 공정

Lurgi 공정 MORGAS 공정 GEGAS 공정

Woodall – Duckham 공정

Wellman-Galusha 공정

장 점장 점

• 메탄 함유량이 높음

• 열효율이 높음

• 탄소 전환율이 높음

•• 메탄메탄 함유량이함유량이 높음높음

•• 열효율이열효율이 높음높음

•• 탄소탄소 전환율이전환율이 높음높음

단 점단 점

• 전처리 및 교반이 필요

• 미세분탄의 경우 성형이 필요

• 처리 용량이 낮음

•• 전처리전처리 및및 교반이교반이 필요필요

•• 미세분탄의미세분탄의 경우경우 성형이성형이 필요필요

•• 처리처리 용량이용량이 낮음낮음

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

유동층유동층 가스화로가스화로

Coal(1~0.5cm)

H2O(v)

O2 Char

Gas

비산재

CharH2O(v),O2

Coal

Gas

Temperature (K)

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

유동층유동층 가스화로가스화로

장 점장 점

• 층 내의 온도 균일

• 단위부피당 처리용량이 큼

• 생성가스 중 타르가 없음

• 원료석탄의 종류와 입도에 대한

변화를 크게 할 수 있음

•• 층층 내의내의 온도온도 균일균일

•• 단위부피당단위부피당 처리용량이처리용량이 큼큼

•• 생성가스생성가스 중중 타르가타르가 없음없음

•• 원료원료석탄의석탄의 종류와종류와 입도에입도에 대한대한

변화를변화를 크게크게 할할 수수 있음있음

단 점단 점

• 탄소손실이 큼

• 생성가스의 현열 손실이 큼

• 원료석탄 수분 15%이하 건조

• 점결성탄 예비처리 필요

•• 탄소손실이탄소손실이 큼큼

•• 생성가스의생성가스의 현열현열 손실이손실이 큼큼

•• 원료석탄원료석탄 수분수분 15%15%이하이하 건조건조

•• 점결성탄점결성탄 예비처리예비처리 필요필요

Winkler 공정 HYGAS 공정 U-GAS 공정

Westinghouse 공정 TRI-GAS 공정

Battelle 응집회 공정 CO2 Acceptor 공정

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

분류층분류층 가스화가스화 공정공정

Slag

Coal(<15mm)

Ash

Gas

H2O(v)

O2

Slag

H2O(v), O2

Coal

Gas

Temperature (K)

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

분류층분류층 가스화가스화 공정공정

장 점장 점

• 체류 시간이 빠름

• 모든 종류의 석탄 가스화 가능

• 단위 부피당 처리용량이 큼

• 생성가스 중 타르분이 없음

•• 체류체류 시간이시간이 빠름빠름

•• 모든모든 종류의종류의 석탄석탄 가스화가스화 가능가능

•• 단위단위 부피당부피당 처리용량이처리용량이 큼큼

•• 생성가스생성가스 중중 타르분이타르분이 없음없음

단 점단 점

• 탄소손실이 큼

• 동력비가 많이 소요

• 반응온도가 높아 열손실이 큼

•• 탄소손실이탄소손실이 큼큼

•• 동력비가동력비가 많이많이 소요소요

•• 반응온도가반응온도가 높아높아 열손실이열손실이 큼큼

Koppers Totzek 공정 Taxaco 공정 CE 공정

Shell 공정 Bi-gas 공정

Babcock & Wilcox 공정

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

용융층용융층 가스화가스화 공정공정

H2O(v) O2

융해재

융해

Coal(<0.3cm)

Gas

융해

H2O(v), O2

Coal

Gas

Temperature (K)

H2O(v)

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

용융층용융층 가스화가스화 공정공정

장 점장 점

• 회분이나 유황성분 함유량이 미소

• 원료석탄의 종류와 입경에

관계없이 원료 사용

• 생성가스 중 타르분이 없음

•• 회분이나회분이나 유황성분유황성분 함유량이함유량이 미소미소

•• 원료석탄의원료석탄의 종류와종류와 입경에입경에

관계없이관계없이 원료원료 사용사용

•• 생성가스생성가스 중중 타르분이타르분이 없음없음

단 점단 점

• 용융염의 부식성때문에 가스화로

재질 선택이 어려움

• 용융염 재생시 여과와 탈황과정이

복잡하여 소모된 용융염 보충

•• 용융염의용융염의 부식성때문에부식성때문에 가스화로가스화로

재질재질 선택이선택이 어려움어려움

•• 용융염용융염 재생시재생시 여과와여과와 탈황과정이탈황과정이

복잡하여복잡하여 소모된소모된 용융염용융염 보충보충

PATGAS 공정 ATGAS 공정

Kellogg 공정 Rockwell International 공정

용융철공정

용융염공정

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

지하지하 가스화가스화 공정공정

연소 영역 환원 영역 열분해 영역

석탄층

가스배출구

AirCoal Gas

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석탄가스화석탄가스화 반응반응 공정공정

지하지하 가스화가스화 공정공정

• 석탄을 채탄하지 않은 상태에서 광맥에 직접 반응기체를 주입

• 두 구멍 사이로 석탄층 자체가 충분히 큰 투과성을

지니지 못하므로 반응방향으로 연소를 진행시켜

작고 큰 길을 만들어 주어야 함

• 탄층의 두께가 두껍고, 경사도도 낮아야 함

• 연소가 과잉 되지 않도록 공기 주입속도 조절

•• 석탄을석탄을 채탄하지채탄하지 않은않은 상태에서상태에서 광맥에광맥에 직접직접 반응기체를반응기체를 주입주입

•• 두두 구멍구멍 사이로사이로 석탄층석탄층 자체가자체가 충분히충분히 큰큰 투과성을투과성을

지니지지니지 못하므로못하므로 반응방향으로반응방향으로 연소를연소를 진행시켜진행시켜

작고작고 큰큰 길을길을 만들어만들어 주어야주어야 함함

•• 탄층의탄층의 두께가두께가 두껍고두껍고, , 경사도도경사도도 낮아야낮아야 함함

•• 연소가연소가 과잉과잉 되지되지 않도록않도록 공기공기 주입속도주입속도 조절조절

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천연가스를천연가스를 이용한이용한 수소제조수소제조

가장가장 많이많이 사용되고사용되고 있는있는 제조제조 방법방법

천연가스천연가스를를 이용한이용한 수소제조방법수소제조방법

-- 수증기수증기 촉매촉매 개질개질 공정공정

-- 이산화탄소이산화탄소 개질개질 공정공정

-- 디젤디젤 개질개질 공정공정

→→ 경제성경제성 평가에서는평가에서는 수증기수증기 촉매촉매 개질개질 공정이공정이

가장가장 경제적인경제적인 대용량대용량 수소제조수소제조 공정임공정임

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수증기수증기 촉매촉매 개질개질 공정공정

SMR SMR (steam methane reforming)(steam methane reforming) 공정공정

-- NiO/AlNiO/Al22OO33, , NiONiO/ Al/ Al22OO33 //CaOCaO, Ni/MgAl, Ni/MgAl44OO44 촉매상에서촉매상에서 아래아래

식과식과 같이같이 메탄에메탄에 수증기를수증기를 가하여가하여 분해분해 반응을반응을 시키는시키는 공정공정

CHCH44 + H+ H22O O →→ 3H3H22 + CO + CO △△H=206.28 KJ/molH=206.28 KJ/mol

-- 장점장점 : : 생성기체생성기체 중중 COCO22/H/H22 비가비가 0.250.25로로 탄화탄화 수소를수소를 원료로원료로

한한 부분부분 산화공정에산화공정에 비하여비하여 COCO22 생성비가생성비가 낮고낮고, ,

많은많은 수소를수소를 얻을얻을 수수 있음있음

-- 단점단점 : : 공정공정 온도가온도가 850850℃℃내외로내외로 높고높고 공정공정 압력이압력이 2020기압기압

이상의이상의 고압이고압이 요구요구 되므로되므로 에너지에너지 소비가소비가 높음높음

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수증기수증기 촉매촉매 개질개질 공정공정

제조제조 장치의장치의 구성구성

1. 1. 탈황탈황 반응기반응기

-- 황황 성분은성분은 개질개질 반응반응 촉매의촉매의 활성적으로활성적으로 작용하는작용하는

Ni Ni 촉매의촉매의 활성을활성을 감소시키기감소시키기 때문에때문에 황황 성분을성분을 제거제거

2. 2. 개질개질 반응기반응기

-- 개질개질 촉매촉매 사에서사에서 아래와아래와 같은같은 개질개질 반응이반응이 일어남일어남

CHCH44 + H+ H22O O →→ 3H3H22 + CO+ CO

-- 개질개질 반응반응 후후 가스의가스의 조성조성

: : 일반적으로일반적으로 건조기체건조기체 기준으로기준으로 수소수소 (77%),(77%),

COCO(13%), (13%), COCO22(9%), (9%), 미미 반응반응 메탄메탄(1%)(1%)인인 혼합가스혼합가스

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수증기수증기 촉매촉매 개질개질 공정공정

3. 3. 고온고온 및및 저온저온 전환전환 반응기반응기

4. 4. PROXPROX 반응기반응기 ((Preferential OxidationPreferential Oxidation) : ) : 선택적선택적 산화산화 반응반응

-- 촉매의촉매의 비활성을비활성을 막기막기 위해서위해서 일산화탄소의일산화탄소의 농도를농도를

10 10 ppmppm 이하로이하로 유지시키기유지시키기 위함위함

-- HH22와와 COCO가가 공존하는공존하는 조건에서조건에서 OO22 또는또는 AirAir를를 이용이용

선택적으로선택적으로 COCO를를 반응시켜반응시켜 COCO22를를 생성시킨다생성시킨다

CO +1/2OCO +1/2O22 →→ COCO22 , H, H22 + 1/2O+ 1/2O22 →→ HH22OO

5. 5. 수소정제기수소정제기 ((PSA, Pressure swing adsorptionPSA, Pressure swing adsorption))

-- 생성물생성물 중중 수소성분을수소성분을 높여높여 주기주기 위해위해 정제의정제의 기능기능

-- 주로주로 흡착탑을흡착탑을 지나면서지나면서 CO, COCO, CO22, N, N22,, 미반응미반응 메탄메탄 흡착흡착

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수증기수증기 촉매촉매 개질개질 공정공정

수증기수증기 개질개질 장치장치 모식도모식도

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이산화탄소이산화탄소 개질개질 공정공정((carbon dioxide reforming: CDRcarbon dioxide reforming: CDR))

-- CHCH44 + CO+ CO22 →→ 2H2H22 + 2CO + 2CO △△H=247.44kJ/mol H=247.44kJ/mol ((흡열반응흡열반응))

-- 장점장점 : : 지구온난화지구온난화 기체인기체인 COCO22를를 재활용재활용

화학에너지화학에너지 전송전송 시스템에시스템에 응용응용 가능가능

-- 단점단점 : : COCO 함량비가함량비가 높은높은 생성물이생성물이 얻어짐얻어짐SMRSMR 공정보다공정보다 에너지에너지 소비가소비가 크다크다

-- 촉매촉매 : : Ni, Ni, RhRh , , RuRu, Pt, Pt 등의등의 귀금속이귀금속이 사용사용

활성이활성이 높고높고 탄소탄소 침적을침적을 줄일줄일 수수 있지만있지만너무너무 고가임고가임상업적으로상업적으로 사용사용 가능한가능한 촉매촉매 개발이개발이 연구과제연구과제

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디젤디젤 개질개질 공정공정

-- CC1616HH3434 + 16H+ 16H22O + 8OO + 8O22 →→ 33H33H22 + 16CO+ 16CO2 ,2 , △△H=H=--1739kJ1739kJ

-- ATR ATR ((AutothermalAutothermal ReformingReforming) ) 방식방식 ; ; 자열자열 반응반응

: : 연료와연료와 함께함께 물물, , 공기를공기를 주입하는주입하는 방식방식

-- 디젤의디젤의 주성분인주성분인 HexadecaneHexadecane을을 사용하여사용하여 ATR ATR 반응반응

-- 촉매촉매 : : Pt, Pt, RhRh, , RuRu 사용사용

-- 반응기의반응기의 온도는온도는 800~850800~850℃℃

-- 장점장점 : : 수소의수소의 volumetric densityvolumetric density와와 gravimetric gravimetric densitydensity가가 다른다른 수소수소 저장매체에저장매체에 비해비해 우수함우수함

-- 단점단점 : : 연료의연료의 특성상특성상 기화가기화가 어렵고어렵고 연료의연료의 주입이주입이

어려우며어려우며 탄소탄소 침적이침적이 되는되는 경우가경우가 많음많음