KR101048163B1 - 수산화칼륨의 피독 저항성이 강한 용융탄산염 연료전지내부개질용 고안정성 니켈-마그네시아-알루미나 개질촉매및 이의 제조방법 - Google Patents

수산화칼륨의 피독 저항성이 강한 용융탄산염 연료전지내부개질용 고안정성 니켈-마그네시아-알루미나 개질촉매및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수산화칼륨의 피독 저항성이 강한 용융탄산염 연료전지 내부개질용 고안정성 니켈-마그네시아-알루미나 개질촉매 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 니켈-알루미나 성분을 기본으로 니켈 입자의 분산을 돕고 KOH 피독에 대한 저항성이 강하도록 염기성 산화물인 마그네시아(MgO)를 첨가하되, 제조 촉매의 최적화를 위하여 공침법을 이용하고 첨가한 마그네시아 함량을 최적화시켜 촉매를 제조함으로써 메탄의 수증기 개질성능이 우수하며, 특히 KOH 피독에 대한 저항성이 우수한 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매에 관한 것이다.
니켈계 개질촉매, 마그네시아, 내부 개질반응, 용융탄산염 연료전지, 수산화칼륨, 피독 저항성

Description

수산화칼륨의 피독 저항성이 강한 용융탄산염 연료전지 내부개질용 고안정성 니켈-마그네시아-알루미나 개질촉매 및 이의 제조방법{A highly KOH resistant Ni-Mg-Al reforming catalyst for Direct Internal Reforming of Molten Carbonate Fuel Cell and a method for producing the same}
본 발명은 수산화칼륨의 피독 저항성이 강한 용융탄산염 연료전지 내부개질용 고안정성 니켈-마그네시아-알루미나 개질촉매 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 니켈-알루미나 성분을 기본으로 니켈 입자의 분산을 돕고 KOH 피독에 대한 저항성이 강하도록 염기성 산화물인 마그네시아(MgO)를 첨가하되, 제조 촉매의 최적화를 위하여 공침법을 이용하고 첨가한 마그네시아 함량을 최적화시켜 촉매를 제조함으로써 메탄의 수증기 개질성능이 우수하며, 특히 KOH 피독에 대한 저항성이 우수한 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매에 관한 것이다.
용융탄산염 연료전지는 내부 개질반응을 이용할 경우 높은 에너지 효율을 가질 수 있다. 이때, 내부개질반응은 천연가스로부터 수소 및 일산화탄소를 생산하는 반응으로 촉매로는 보통 니켈계열 촉매를 사용한다. 용융탄산염 연료전지의 작동온 도는 약 650℃ 이며, 이 온도에서 반응물인 천연가스와 수증기가 연료전극에서 반응하여 수소와 일산화탄소를 생산한다. 최근에는 높은 에너지 효율이 가능하여 경제성이 있는 용융탄산염 연료전지가 미국 Fuel Cell Energy (FCE)사에서 상업화되었으며, 국내외에서 많은 연구가 진행되고 있다. 용융탄산염 연료전지 시스템 개발에 있어서 중요한 한 분야는 내부개질형 촉매 개발이며, 내부개질 촉매 개발에서 중요한 것은 니켈계열 촉매의 수산화칼륨에 대한 저항성이다.
일반적으로 내부개질형 용융탄산염 연료전지의 전해질인 62Li2CO3/38K2CO3 또는 52Li2CO3/48Na2CO3 물질은 650℃ 작동온도에서 일부 휘발되어 반응물인 수증기와 반응하여 KOH(수산화칼륨)나 LiOH(수산화리튬) 형태로 생성된다. KOH와 LiOH는 다시 CO2와 반응하여 촉매표면에 K2CO3나 Li2CO3 형태로 침적되어 촉매의 비활성화가 진행된다. 특히 KOH의 휘발성이 더 높아 촉매를 피독시킨다고 알려져 있다. 따라서, KOH에 대한 저항성이 강한 촉매 개발이 필요하다[J.R. Rostrup-Nielsen, L.J. Christiansen, Appl. Catal. A, 126, 381 (1995)]. 이를 해결하기 위해서 촉매 성분의 다양화 및 제조방법을 달리하여 KOH에 대한 저항성을 강화하는 연구가 진행되었다[R.J. Berger et al., Appl. Catal. A., 143, 343 (1996)].
내부개질형 용융탄산염 연료전지는 스택 내부에서 연료전지 양극에 필요한 수소를 개질반응을 통해 직접 생산하여 공급하는 시스템으로 550~650℃에서 작동하는 고온형 연료전지로 고온에서 소결이 잘 일어나지 않는 열안정성이 우수한 촉매 개발이 필요하다. 또한, 고성능 내부 개질형 용융탄산염 연료전지 구현을 위해서는 수소 공급을 위한 메탄의 수증기 개질 반응 효율 역시 중요하며, 강한 흡열 반응인 수증기 개질 반응을 위해 고온에서 소결이 잘 일어나지 않고 KOH 대한 저항성이 강한 촉매개발이 필요하다.
이에 본 발명자는 상기와 같은 점을 감안하여 메탄의 수증기 개질성능이 우수하며, 특히 KOH 피독에 대한 저항성이 우수한 내부개질 촉매를 개발하기 위해서, 니켈-알루미나 성분을 기본으로 니켈 입자의 분산을 돕고 KOH 피독에 대한 저항성이 강하도록 염기성 산화물인 마그네시아(MgO)를 첨가하되, 제조 촉매의 최적화를 위하여 공침법을 이용하고 첨가한 마그네시아 함량을 변화시켜 촉매를 제조한 다음 개질반응 실험을 수행하여 이러한 물성변화에 따른 성능차이를 확인하고, 최적의 성분 비를 가지는 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 용융탄산염 연료전지의 내부개질용 촉매가 당면한 KOH 피독에 의한 촉매 비활성화 문제를 해결하고자 하는 것으로 니켈-알루미나와 함께 마그네시아를 최적 비율로 공침시켜 우수한 개질 성능을 보이고 KOH 피독에 대한 저항성이 뛰어난 니켈-마그네시아-알루미나 개질촉매를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 바와 같이 니켈-알루미나와 함께 마그네시아를 최적 비율로 공침시켜 우수한 개질 성능을 보이고 KOH 피독에 대한 저항성이 뛰어난 니켈-마그네시아-알루미나 개질촉매를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
하나의 양태로서, 본 발명은 용융탄산염 연료전지 내부개질용 촉매에 있어서, 상기 촉매는 니켈, 알루미나(Al2O3) 및 마그네시아(MgO)가 공침된 구조로 된 것을 특징으로 하는 니켈-마그네시아-알루미나 촉매를 제공한다.
바람직한 양태로서, 본 발명은 상기 니켈이 전체 촉매 중에서 40 ~ 60 중량%의 양으로 함유된 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매를 제공한다.
바람직한 양태로서, 본 발명은 상기 알루미나가 전체 촉매 중에서 20 ~ 50 중량%의 양으로 함유된 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈- 마그네시아-알루미나 촉매를 제공한다.
바람직한 양태로서, 본 발명은 상기 마그네시아가 전체 촉매 중에서 1 ~ 20 중량%의 양으로 함유된 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매를 제공한다.
본 발명의 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매는 연료전지 스택의 전해질 성분인 KOH에 대하여 피독 저항성이 강하고, 메탄 전환율이 우수한 특징을 가진다.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매의 제조방법을 제공한다:
(1) 니켈 전구체 용액, 알루미나 전구체 용액 및 마그네시아 전구체 용액을 각각 제조하는 단계;
(2) 상기 단계에서 준비된 모든 용액을 혼합하는 단계;
(3) 상기 혼합액을 숙성시켜 니켈, 마그네시아 및 알루미나를 공침 시키는 단계;
(4) 상기 공침된 침전물을 세척한 뒤 건조하는 단계; 및
(5) 상기 건조물을 소성시키는 단계.
본 발명에서, 상기 니켈 전구체 용액, 알루미나 전구체 용액 및 마그네시아 전구체 용액은 각각의 용액 제조시 몰비에 따른 중량을 결정하여 전구체 용액을 제조함으로써, 결과적으로 제조된 니켈-마그네시아-알루미나 촉매에서 니켈:알루미 나:마그네시아의 비율이 중량기준으로 40 ~ 60 : 20 ~ 50 : 1 ~ 20이 되도록 혼합되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 니켈 전구체 용액은 염화니켈을 용매에 용해하여 용액상태로 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 알루미나 전구체 용액은 알루민산나트륨을 용매에 용해하여 용액상태로 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 마그네시아 전구체 용액은 염화마그네슘을 용매에 용해하여 용액상태로 제조할 수 있다.
본 발명에서, 상기 용액 제조시 사용하는 용매로는 물을 사용한다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 숙성시키는 단계는 혼합액의 온도를 60~90℃로 유지하고 pH를 8.0~10.5로 유지하여 24 시간 내지 72 시간 동안 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 숙성시킨 용액을 건조하는 공정은 90 내지 120℃에서 6 시간 내지 24 시간 동안 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 건조 공정은 110℃에서 12 시간 동안 수행하였다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 소성시키는 단계는 400 내지 700℃에서 6시간 이상, 바람직하기로는 6 시간 내지 12시간 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 소성시키는 단계는 500℃에서 6 시간 동안 수행하였다.
이하, 본 발명의 구성을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 내부개질 용융탄산염 연료전지용 나노 입자를 가지는 니켈계 촉매로서 니켈-마그네시아-알루미나 개질 촉매를 제조하는 것이다.
내부개질형 용융탄산염 연료전지는 스택의 연료극에 필요한 수소를 스택 내부에서 개질반응을 통해 직접 생산하여 공급하는 시스템이다. 일반적으로 용융탄산염 연료전지는 550~650℃의 고온에서 작동하며, 따라서 여기에 사용할 개질 촉매는 고온에서 안정한 촉매가 필요하다. 또한 내부개질에 사용할 촉매는 작동 중 연료전지 내부에서 생성된 KOH 증기로 인해 촉매가 비활성화 되어 연료전지의 수명을 단축시키게 될 가능성이 높다. 이를 방지하기 위해서, KOH에 대한 저항성이 강한 촉매의 개발이 중요하다. 이같은 문제점들을 해결하고자 본 발명에서는 담체와 강한 상호작용을 하고 있는 마그네시아가 첨가된 고분산 니켈 촉매를 제조하였다. 10nm 이내의 니켈 입자가 고표면적을 가지고 담체에 고분산된 촉매를 제조함으로써 고온 소결 현상을 막고 KOH에 의한 피독으로 인한 촉매 비활성화를 막을 수 있기 때문이다.
본 발명의 바람직한 양태에서, NiO의 결정크기는 2~3 nm 이며, 활성점인 니켈은 마그네시아-알루미나 상 위에 잘 분산되어야한다.
본 발명에서는 40 wt% 이상의 니켈 고함량 촉매를 제조하였다. 그 이유는 금 속인 니켈의 표면적이 내부개질 촉매의 수명을 결정짓는 중요한 인자이며, 니켈의 표면적이 높을수록 내부개질 촉매의 수명이 연장되기 때문이다. 이를 위하여 공침법을 이용하였다. 일반적으로 활성성분인 니켈을 촉매 지지체에 담지하는 방법으로 함침법과 공침법이 있는데, 함침법의 경우는 20 wt% 이상의 니켈을 담지하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 니켈 입자의 분산을 돕고 탄소 침적에 대한 저항성이 강하도록 염기성 산화물인 마그네시아(MgO))를 첨가하였다. 제조 촉매의 최적화를 위하여 공침법으로 제조한 촉매의 소성 온도, 전구체 농도 및 첨가한 마그네시아 함량을 달리하여 촉매를 제조하고 개질 실험을 수행하였다.
본 발명에서 공침법으로 제조한 촉매는 메탄의 수증기 개질반응으로 촉매 성능을 시험하였다. 촉매는 피독시키지 않은 상태와 KOH로 피독시킨 상태로 구분하였으며, 피독은 촉매에 KOH를 직접 함침하였다. KOH는 전체 촉매의 4 wt%, 8 wt%로 각각 담지시켜 성능을 비교하였다. 공간속도는 약 1,500,000 h-1 조건하에서 실험을 하였으며, 반응온도는 650℃로 용융탄산염 연료전지의 운전온도와 동일하게 하였다. 반응가스는 메탄과 수증기, 질소를 주입하였으며, 그 비는 1:3:6이었다.
본 발명은 니켈-알루미나 성분을 기본으로 니켈 입자의 분산을 돕고 KOH 피독에 대한 저항성이 강하도록 염기성 산화물인 마그네시아(MgO)를 첨가하되, 제조 촉매의 최적화를 위하여 공침법을 이용하고 첨가한 마그네시아 함량을 최적화시켜 촉매를 제조함으로써 메탄의 수증기 개질성능이 우수하며, 특히 KOH 피독에 대한 저항성이 우수한 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매를 제공할 수 있는 매우 뛰어난 효과를 가진다.
이하, 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 효과를 보다 더 구체적으로 설명하고자 하나, 이들 실시예는 본 발명의 예시적인 기재일뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
비교예 1: Ni / Al 촉매 제조 [촉매 A]
전구체 용액은 염화니켈(NiCl2 6H2O) 13.78 g을 125 ml의 증류수에 용해시켜 제조하였고 염기용액으로 탄산나트륨(Na2CO3) 22.87 g 을 125 ml의 증류수에 용해시켜 제조하였다. 제조한 두 용액은 동시에 알루민산나트륨(NaAlO2) 2.95 g 이 증류수 215 ml에 녹아 있는 용액에 교반하면서 첨가하였다. 용액의 온도를 90℃로 유지하고 pH가 8.5~9.5가 유지되도록 조절하였다. 72시간 동안 동일한 온도에서 숙성과정을 거친 후 증류수로 여러 번 세척하여 불순물들을 모두 제거하고 110℃에서 건조하였다. 제조한 촉매는 500℃에서 6시간 동안 소성하였다. 제조된 촉매 즉, 촉매 A의 니켈과 알루미나 함량은 표 1에 나타낸 바와 같았다. 또한, 촉매 A의 NiO 결정 크기는 2.1 nm로 NiO가 촉매 중 잘 분산되었음을 알 수 있었다.
실시예 1~7: 마그네시아를 첨가한 Ni / Mg - Al 촉매 제조 [촉매 B~H]
마그네시아 첨가량에 따른 개질성능 및 KOH 피독 저항성을 살펴보기 위하여 표 1과 같이 마그네시아(MgO)의 양을 3.0~15 wt%로 변화시켜 촉매를 제조하였다.
실시예 1 내지 7의 촉매를 제조하기 위하여 마그네시아의 전구체 용액은 염화마그네슘(MgCl2)을 각각 0.3026g, 0.7062g, 0.9079g, 1.0088g, 1.1097g, 1.5132g의 양으로 달리하여 50ml의 증류수에 용해시킴으로써 제조하였다.
마그네시아와 알루미나의 중량합이 제조촉매의 41.5%가 되도록 전구체인 염화마그네슘과 알루민산 나트륨의 중량을 조절하였으며 이외의 모든 제조 변수는 상기 비교예 1과 동일하였으며, 제조한 촉매는 500℃에서 6시간 동안 소성하였다.
마그네시아 함량에 따른 제조 촉매의 비표면적, 니켈 금속 비표면적과 분산도, NiO 크기를 표 2에 정리하였다.
공침범에 의해 제조한 촉매의 성분
Catalyst Composition
Ni (wt%) Al2O3 (wt%) MgO (wt%)
비교예 1(촉매 A) 58.5 41.5 0
실시예 1(촉매 B) 58.5 38.5 3.0
실시예 2(촉매 C) 58.5 36.5 5.0
실시예 3(촉매 D) 58.5 34.5 7.0
실시예 4(촉매 E) 58.5 32.5 9.0
실시예 5(촉매 F) 58.5 31.5 10.0
실시예 6(촉매 G) 58.5 30.5 11.0
실시예 7(촉매 H) 58.5 26.5 15.0
촉매 A~H의 Chemisorption 및 BET 분석
Catalyst Ni dispersion (%) Ni surface area
(m2/g)		 BET surface area
(m2/g)		 NiO size
(nm)
비교예 1(촉매 A) 4.6 18.0 250.0 2.1
실시예 1(촉매 B) 7.5 29.0 286.0
실시예 2(촉매 C) 6.2 24.2 286.0 2.6
실시예 3(촉매 D) 6.1 23.7 261.0
실시예 4(촉매 E) 5.7 22.2 280.7
실시예 5(촉매 F) 5.5 21.3 246.1 3.0
실시예 6(촉매 G) 4.4 17.3 292.8
실시예 7(촉매 H) 4.3 16.9 270.8 3.1
[주] XRD 측정을 통한 NiO 입자크기 분석은 MgO 0, 5, 10, 15 wt% 시료에 대해서만 측정함
제조예 : KOH 피독된 촉매 제조
상기 비교예 1 및 실시예 1~7에서 제조한 촉매의 KOH 피독 저항성을 분석하기 위하여, 촉매에 과량의 물을 이용한 함침법 (excess water impregnation)으로 KOH를 4wt%와 8 wt%로 각각 담지시켜 KOH에 피독된 촉매를 제조하였다. KOH 피독 촉매의 제조 과정은 다음과 같았다.
먼저, 둥근 플라스크 안에 촉매 0.5 g과, 이의 약 4 wt%, 또는 약 8 wt%가 되는 양의 KOH를 넣고 촉매 0.5 g에 해당하는 부피의 1.5배가 되도록 증류수를 넣어서 저어주었다. 촉매를 60 ~ 100 mesh 입자로 만든 후 0.46 ~ 0.48 g을 둥근 플라스크 안에 넣어서 80℃에서 약 30분 동안 교반시켜 주었다. 그런 다음, 회전식 진공 증발건조기에 용액이 들어있는 플라스크를 연결하여 100 Torr의 감압과 80℃ 온도에서 회전하면서 물을 증발시켰다. 물을 증발시킨 촉매는 건조 오븐에 넣고 110℃에서 3시간 건조한 후 소성로에 넣고 650℃에서 6시간 소성하였다.
실험예 1: 본 발명 니켈-마그네시아-알루미나 촉매의 메탄 수증기 개질활성 측정
상기에서 제조한 촉매는 60 ~ 100 메쉬 크기로 분쇄하여 동일 크기의 알루미나 입자와 1:10 비율로 섞어 반응기에 충진하였으며 반응하기 전에 니켈 금속의 환원을 위해 환원 가스(수소 10%, 질소 90%)로 700℃에서 1시간 동안 전처리를 하였다. 반응가스인 메탄:수증기:질소를 1:3:6의 비율로 반응기에 주입하였다. 반응온도는 650℃로 용융탄산염 연료전지의 운전온도와 동일한 조건이며, 모든 개질반응의 공간 속도는 1,500,000 h- 1으로 일정하게 하였다. 반응 전후 기체의 조성은 반응장치에 직접 연결된 마이크로 기체 크로마토그래프로 분석하였다.
4 wt% KOH 피독 여부에 따른 공침법으로 제조한 촉매 A의 메탄 수증기 개질반응에 대한 활성을 비교하여 도 1에 나타내었다. 촉매 A는 KOH 피독을 하지 않고 개질반응 실험한 결과, 메탄 전환율이 평형 전환율인 97%와 일치하였다. 그러나 KOH 4wt%로 피독한 경우에는 메탄 전환율이 약 92%로 감소하였다. 이는 피독하지 않은 경우에 비해 메탄 전환율이 약 5% 정도 낮아진 것이다. 이로써 내부개질용 촉매에 있어서 KOH 피독이 개질 전환율에 미치는 영향이 크게 나타나는 것을 알 수 있었다.
한편, 상기 표 1에 제시된 촉매의 개질 성능을 실험한 결과, KOH 피독이 없는 경우에는 모두 메탄 전환율이 평형 전환율인 97%와 일치하였다. 그러나, KOH 피독 상태에서의 메탄 전환율은 각기 다른 성능을 보이는 것으로 나타났다. 도 2는 제조예에서 제조한 촉매들의 KOH 4wt% 피독 상태에서의 메탄 전환율 실험 결과이다. 각각의 촉매의 피독 저항성이 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 도 3은 각각의 촉매들의 피독 저항 특성을 차별화하기 위하여, KOH 피독량을 4wt%, 8wt%로 각각 증기시킨 경우의 메탄 전환율을 실험한 결과를 나타내고 있다. KOH 피독량이 4wt%에서 각각의 촉매의 메탄전환율의 차이가 발생하기 시작하며, 피독량이 8wt%로 증가하면 메탄전환율의 차이가 더욱 분명하게 나타나고 있는 것을 알수 있다. 이같은 실험 결과로부터, 니켈-알루미나 촉매에 마그네시아를 첨가하는 경우에 KOH 피독 저항성은 개선되는 것으로 확인되었으며, 적정한 마그네시아 첨가량은 10wt% 인 것으로 나타났다.
이상 상기 실시예 및 실험예를 통해 설명한 바와 같이, 본 발명은 니켈-알루미나 성분을 기본으로 니켈 입자의 분산을 돕고 KOH 피독에 대한 저항성이 강하도록 염기성 산화물인 마그네시아(MgO)를 첨가하되, 제조 촉매의 최적화를 위하여 공침법을 이용하고 첨가한 마그네시아 함량을 최적화시켜 촉매를 제조함으로써 메탄의 수증기 개질성능이 우수하며, 특히 KOH 피독에 대한 저항성이 우수한 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매를 제공할 수 있으므로 연료전지산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 4 wt% KOH 피독 여부에 따른 공침법으로 제조한 촉매 A의 메탄 수증기 개질반응에 대한 활성을 비교한 그래프이다(GHSV = 1,512,000 h-1).
도 2는 제조예에서 제조한 촉매 B~G의 KOH 4wt% 피독 상태에서의 메탄 전환율 실험 결과를 나타내는 그래프이다(GHSV = 1,512,000 h-1).
도 3은 각각의 촉매들의 피독 저항 특성을 차별화하기 위하여, KOH 피독량을 4wt%, 8wt%로 각각 증기시킨 경우의 메탄 전환율을 실험한 결과를 나타내는 그래프이다(GHSV = 1,512,000 h-1).

Claims (8)

  1. 용융탄산염 연료전지 내부개질용 촉매에 있어서, 상기 촉매는 니켈, 알루미나(Al2O3) 및 마그네시아(MgO)가 공침된 구조로 된 것이며, 상기 마그네시아가 전체 촉매 중에서 5 ~ 10 중량%의 양으로 함유된 것을 특징으로 하는 니켈-마그네시아-알루미나 촉매.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 마그네시아는 전체 촉매 중에서 10 중량%의 양으로 함유된 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매.
  5. 하기 단계를 포함하는 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매의 제조방법:
    (1) 니켈 전구체 용액, 알루미나 전구체 용액 및 마그네시아 전구체 용액을 각각 제조하는 단계;
    (2) 상기 단계에서 준비된 마그네시아 전구체 용액을 마그네시아가 전체 촉매 중에서 5 ~ 10 중량%의 양으로 함유되도록 니켈 전구체 용액 및 알루미나 전구체 용액과 함께 혼합하는 단계;
    (3) 상기 혼합액을 숙성시켜 니켈, 마그네시아 및 알루미나를 공침 시키는 단계;
    (4) 상기 공침된 침전물을 세척한 뒤 건조하는 단계; 및
    (5) 상기 건조물을 소성시키는 단계.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 숙성시키는 단계는 혼합액의 온도를 60~90℃로 유지하고 pH를 8.0~10.5로 유지하여 24 시간 내지 72 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 숙성시킨 용액을 건조하는 공정은 90 내지 120℃에서 6 시간 내지 24 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈-마그네시아-알루미나 촉매의 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 소성시키는 단계는 400 내지 700℃에서 6 시간 내지 12시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 용융탄산염 연료전지 내부개질용 니켈- 마그네시아-알루미나 촉매의 제조방법.
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