수상개질(aqueous-phase catalytic reforming)을 이용한 수소생산에 관한 내용

소개글

수상개질(aqueous-phase catalytic reforming)을 이용한 수소생산에 관한 내용에 대한 보고서 자료입니다.

목차

수상개질이란?
수상개질을 이용한 수소생산
수상개질을 이용한 알칸생산
요약

본문내용

바이오매스에서 파생된 연료는 온실 가스에 대해 중립적인데 그것은 연료 연소 중에 만들어지는 어떠한 CO2도 그 이후의 바이오매스 성장으로 소비되기 때문이다
바이오매스 기술을 위한 로드맵에 따르면 2030년에는 운송 연료의 20%와 화학물질의 25%가 바이오매스에서 생산될 것이라고 하였다.
바이오상품 공학(또는 생물정제)를 더욱 폭넓게 적용하지 못하는 중심적이고 이겨내기 힘든 장애는 저가의 가공 기술이 전체적으로 부재한 점이다.”
폐 바이오매스를 액체 연료로 전환할 수 있는 효율적인 공정만 개발된다면 폐 바이오매스가 많은 양의 석유를 대체할 수 있을 것이다.
수용상 공정은 바이오매스를 H2와, C1에서 C15에 이르는 범위의 알칸을 비롯한 연료로 전환시키는 데 촉망 받고 있는 방안이다.
이 논문에서 우리는 바이오매스 파생 산화물을 수소 및 알칸(C1부터 C14까지 범위의)으로 전환하는 수용상 공정에 대한 최근의 작업에 대해 논의하고자 한다. 이 수용상 공정은 통합된 생물정제에 사용하여 그림 1에서 나타난 바와 같이 여러 범위의 연료를 생산할 수 있다. 생물 정제 과정의 첫 번째 단계는 바이오매스를 수성 당 용액으로 전환하는 것이다. 바이오정제 과정을 위한 수소의 생산은 수용상 개질(APR)로써 달성할 수 있다[7-17]. 바이오정제는 또한 수용상 탈수/수소화(APD/H)[18]에 의해 C1에서 C6에 이르는 가벼운 알칸을 생산할 수도 있다. 가벼운 알칸은 합성 천연 가스, 액화 석유 가스 및 가벼운 나프타 흐름으로 사용할 수 있다. 수용상 가공은 또 APD/H 단계 이전에 탈수소화/수소화 반응을 알돌 응결과 결합함으로써 C7에서 C15에 이르는 대형 알칸을 생산할 수도 있다[19]. 이러한 대형 알칸은 프리미엄, 무황 디젤 연료 요소로 사용할 수 있다.
리그노셀룰로오스는 가장 저렴하고 풍부한 형태의 바이오매스 중 하나이나, 이 비반응성 재료는 당으로 전환하기가 어렵다 . 리그노셀룰로오스는 당으로 전환하기가 힘든데 그것은 셀룰로오스의 높은 결정성, 재료의 낮은 표면적, 리그닌에 의한 셀룰로오스의 보호, 바이오매스 입자의 이질적 특성 및 헤미셀룰로오스로 씌워지는 셀룰로오스 때문이다[23]. 리그노셀룰로오스를 당으로 전환시키기 위해서는 효과적인 예비처리 단계를 채용해 리그닌 봉합을 분쇄하고 셀룰로오스의 결정 구조를 줄여야 한다. 리그노셀룰로오스에 사용하는 Pretreatment 중 몇 가지로는 다음과 같은 것들이 있다: 촉매사용을 안하는 증기 폭발, 액체 상태의 뜨거운 물 또는 pH 조절한 뜨거운 물에 처리하는 것, 액체의 뜨거운 물이나 희석산 산을 통과시키는 것, 산을 통과시키는 것, 석회로 처리하는 것 그리고 암모니아로 처리하는 것 등이 있다[23].
적절한 예비처리를 한 후, 바이오매스는 산이나 효소 가수분해로 당 단위체로 분해할 수 있다.

키워드

수상개질,   aqueous-phase catalytic reforming,   수소생산,   글리세롤,   에틸렌글리콜