일반기술

열안정성 및 산화반응활성이 우수한 연소촉매

담체로서 고체산소이온전도체[예를 들면, ZrO2-CaO, ZrO2-Y2O3, CeO2-CaO, CeO2-La2O3, CeO2-Gd2O3, ThO2 및 ThO2-Y2O3; 플루오라이트 구조를 가진 비스무트 산화물; 이성분계 비스무트 산화물; 또는 페로브스카이트계 금속 산화물] 또는 헥사알루미네이트에 활성성분으로서 Fe, Co, Ni, 란탄족 금속, Mn, Ti, Hf, 및 이들의 산화물 중에서 선택된 금속 성분을 0.1 ∼20중량%의 양으로 화학증착법에 의해 담체 상에 담지시킨 후, 이를 50∼400 ℃의 온도에서 건조시키고, 500∼1300 ℃의 온도에서 소성시켜 연소용 또는 탄화수소 개질용 촉매를 제조한다.제조된 촉매는 열안정성이 우수하고 산화반응활성이 높다.메탄 등의 탄화수소를 이용하는 기존의 화염연소는 연료의 연소가능 농도 및 연소 개시온도가 제한되어 있고, 또한 연소가 시작되면 반응 온도의 제어가 어려워 불완전연소에 의한 미연소물질 생성 및 높은 온도에 의한 질소산화물 등의 유해물질 발생 등의 문제점이 있다. 이와는 달리 촉매 연소는 저온에서도 완전연소를 가능하게 하므로 불완전연소에 의한 미연소물질의 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 온도의 제어가 용이하므로 질소산화물의 발생을 방지할 수 있다. 일반적으로 사용되는 연소촉매는 알루미나를 담체로 하고 백금이나 팔라듐 등을 활성성분으로 포함하고 있는데, 비싸고 쉽게 피독되며 800 ℃ 이상의 고온에서는 쉽게 산화되어 촉매기능이 매우 저하되는 문제점이 있다.연소 촉매는 활성이 우수할 뿐만 아니라 열안정 또한 우수하므로, 이를 사용하여 산화 반응을 수행할 경우에 탄화수소를 근간으로 하는 연료의 무화염연소를 상대적으로 낮은 온도에서 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 탄화수소에서 합성가스 및 수소를 생성하는 반응을 획기적으로 개선할 수 있다