기초과학 자율운영 중점연구소

화학과에서 아래와 같이 세미나를 실시합니다.

많은 관심과 참여 부탁드립니다.

주관: 기초과학연구소(자율운영 중점연구소지원사업)

일시: 2024년 10월 2일 수요일 17:00

장소: 성호관 131호

연사: 장원준 교수(아주대학교 환경안전공학과)

주제: Investigation of CD4 TCR responses during homeostasis and inflammation

Abstract: 순환 경제로의 전환을 위해서는 폐기물로부터 에너지를 생산하는 것이 필수적이며, 본연구에서는 폐기물로부터 수소를 생산할 수 있는 촉매에 대해 다룬다. 폐기물은 가스화를 통해 합성가스로 전환될 수 있으며, 합성가스 내 CO 는 수성가스전이 (Water-gas shift, WGS) 반응에 의해 추가적인 수소를 생산할 수 있다. 그러나, 폐기물 가스화 유래 합성가스에는 고농도 CO (약 40 vol.%)를 포함하고 있으므로 높은 촉매 성능이 요구되고 상용 촉매 (Fe/Cr)에는 Cr 을 포함하고 있어 대체가 필요하다. 대체 촉매 개발을 위해 FeAl-Cu 촉매를 설계하였으며, 약 40 배 수준의 scale-up 과정 중에 핵심 촉매 합성 변수를 확인하였다. 또한, Cu 첨가에 따라 Fe 의 γ phase 형성을 확인하였으며, 그에 따라 환원성이 강화되었다. 개발된 촉매는 scale-up 에도 불구하고 성능 감소 없이 WGS 반응에서 상용 촉매보다 높은 성능과 안정성을 보였다. 그러나, pilot 급 규모의 WGS 반응에서는 발열 반응에 의한 열제어의 어려움이 있으며 Cu 가 소결에 취약한 문제가 있다. 소결 저항성을 향상시키기 위해 Cu-CeMgO x 촉매를 설계하였으며, CeO 2 의산소저장능력과 열적 안정성을 향상 시키고자 하였다. Mg 가 CeO 2 에 소량 첨가됨에 따라 산소저장능력이 명확하게 증가하였으며 Cu 의 계면에서 그 증가가 명확하게 관찰되어 시너지 효과를 입증하였다. 그 결과, Cu-CCM75 촉매는 높은 산소저장능력과 높은 Cu 분산도를 가짐에 따라 고온 WGS 반응에서 우수한 성능을 보였다. 또한, 공정 조건 최적화를 위해 폐기물 가스화 합성가스의 WGS 반응에서 H 2 O/CO 비와 촉매 환원온도을 변수로 촉매 성능을 테스트했다. Fe 계 촉매는 폐기물 가스화 합성가스 (반응가스)를 이용해서 환원이 가능하고 400 ℃가 적합한 환원 온도였으며, H 2 O/CO 비는 2.5 이상이 요구된다.