KR102035735B1 - 건식 개질 촉매 및 건식 개질 촉매의 제조 방법 - Google Patents

건식 개질 촉매 및 건식 개질 촉매의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

건식 개질 촉매 및 건식 개질 촉매의 제조 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 건식 개질 촉매의 제조 방법은 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 갖는 촉매 구조체를 형성하는 단계, 촉매 구조체를 소정의 형상으로 압출 성형하여 촉매 지지체를 형성하는 단계 및 촉매 지지체의 표면에 금속 전구체를 코팅하여 건식 개질 촉매를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

건식 개질 촉매 및 건식 개질 촉매의 제조 방법{CATALYST FOR DRY REFORMING AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 건식 개질 촉매 및 건식 개질 촉매의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 화학 반응을 이용하는 고체 산화물 연료전지는 환경적으로 유해한 가스를 방출하지 않기 때문에, 이동형 또는 고정용 동력 발생 장치로서 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 고체 산화물 연료전지와 같은 고온 연료전지는 산화물 기반 막을 통한 충분한 산소 이온 전도도를 얻기 위하여 높은 작동 온도를 요구하기 때문에, 메탄과 같은 탄화수소 및/또는 일산화탄소를 포함한 다양한 타입의 연료를 사용할 수 있다.
이러한 탄소 함유 연료로부터 수소를 인 시츄로 생산하기 위하여 외부 또는 내부 스팀 개질 과정이 널리 이용되고 있다. 그러나, 이러한 스팀 개질 방식은 시스템적 측면에서 볼 때, 물을 저장하고 공급해야 하는 부대 설비가 별도로 필요하다는 문제가 있다.
한편, 최근에 바이오 가스를 연료로 하는 연구를 많이 진행 중에 있다. 바이오 매스로부터 얻을 수 있는 바이오 가스는 메탄 건식 개질 반응 또는 바이오 가스 개질 반응(이하, 건식 개질 반응이라 함.)을 통해 합성 가스로 전환될 수 있다. 참고로, 바이오 가스의 주요 구성은 메탄 및 이산화탄소이다.
이러한 건식 개질 반응에서는, 스팀 개질 반응에서의 물의 역할을 이산화탄소가 대신한다. 이에 따라, 건식 개질 반응에서는 별다른 장치의 필요 없이, 해당 메탄과 이산화탄소의 바이오 가스를 직접 주입하기 때문에 시스템적 효율을 높일 수 있고, 향상된 효율을 갖는 고체 산화물 연료전지 시스템을 컴팩트하게 구성할 수 있다.
한편, 이러한 건식 개질 반응에는 건식 개질 활성(성능)을 위해 여러 가지 촉매가 사용될 수 있다. 이 중, 건식 개질 반응에 귀금속 촉매를 사용하는 경우, 바이오 가스로부터 수소 전환 효율이 높다는 장점이 있으나, 귀금속 촉매가 고가임에 따라, 경제성이 저하되는 문제가 있다.
이에 따라, 건식 개질 반응에 수소 전환 효율이 높고 가격이 비교적 저렴한 니켈 촉매가 주로 사용되고 있다. 하지만, 이 경우, 니켈 촉매의 표면에 필연적으로 생성되는 탄소에 의해 니켈 촉매가 비활성화되는 문제(이하, 탄소 침적이라 함.)가 있다.
따라서, 건식 개질 반응의 활성(성능)과 탄소 침적에 대한 내구성이 향상되는 건식 개질 촉매의 개발이 요구되는 실정이다.
국내 등록특허공보 제10-1308496호 (2013.09.09. 등록)
본 발명의 실시예들은 건식 개질 반응의 활성과 탄소 침적에 대한 내구성이 향상되는 건식 개질 촉매 및 건식 개질 촉매의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 갖는 촉매 구조체를 형성하는 단계, 상기 촉매 구조체를 소정의 형상으로 압출 성형하여 촉매 지지체를 형성하는 단계 및 상기 촉매 지지체의 표면에 금속 전구체를 코팅하여 건식 개질 촉매를 형성하는 단계를 포함하는, 건식 개질 촉매의 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 촉매 구조체를 형성하는 단계는, 탄산바륨(BaCO3), 산화지르코늄(ZrO2), 및 유기 용매를 혼합하여 촉매 혼합물을 형성하는 단계 및 상기 촉매 혼합물을 건조하고, 초미분 상태로 분쇄하여 BaZrO3 분말을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 촉매 지지체를 형성하는 단계는, 상기 BaZrO3 분말과 유기 결합제를 혼련하여 촉매 혼련물을 형성하는 단계 및 상기 촉매 혼련물을 소정의 형상으로 압출 성형하여 BaZrO3 지지체를 수득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 건식 개질 촉매를 형성하는 단계는, 상기 BaZrO3 지지체의 표면에 니켈(Ni)을 포함하는 상기 금속 전구체를 코팅하여 Ni/BaZrO3 촉매를 수득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 건식 개질 촉매의 제조 방법에 의해 제조되는 건식 개질 촉매는 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 갖는 촉매 구조체를 형성하는 단계, 상기 촉매 구조체를 소정의 형상으로 압출 성형하여 촉매 지지체를 형성하는 단계 및 상기 촉매 지지체의 표면에 금속 전구체를 코팅하여 건식 개질 촉매를 형성하는 단계를 포함하여 제조되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)는 건식 개질 반응의 활성과 탄소 침적에 대한 내구성이 향상된다는 효과가 있다.
또한, 압출 성형을 통해 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)의 대량 생산이 용이하다는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 건식 코팅 방식을 이용하여 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)의 표면에 니켈(Ni)을 균일하게 코팅할 수 있다는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)가 소정의 형상, 예컨대, 둘레면에 복수의 돌기가 구비된 중공의 기둥 형상으로 이루어짐에 따라, 비표면적이 향상되고, 취급이 용이하며, 촉매 반응기 내의 차압을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)를 나타내는 사진이다.
도 4는 CH4와 CO2가 1:1의 비율로 공급되는 조건에서 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)가 갖는 건식 개질 활성(성능)을 나타내는 그래프이다.
도 5는 CH4와 CO2가 1.5:1의 비율로 공급되는 조건에서 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)가 갖는 건식 개질 활성(성능)을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상, 하, 측 등의 방향 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
이하에서는, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 개질 촉매에 대하여 설명하겠다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 개질 촉매(10)는 물과 이산화탄소를 이용하여 탄화수소 연료로부터 합성 가스를 전환하기 위한 건식 개질 반응의 활성화를 위해 사용되는 촉매로서, 표면에 니켈(Ni)을 포함하는 금속 전구체가 균일하게 코팅된 촉매 지지체(100)로 구성될 수 있다.
촉매 지지체(100)는 중공의 기둥 형상으로 이루어지는 본체(110), 본체(110)의 둘레면으로부터 돌출 형성되고, 본체(110)와 일체로 형성되는 복수의 돌기(120), 및 본체(110)의 표면 및 돌기(120)의 표면에 형성되는 촉매 코팅층(130)으로 구분될 수 있다.
이때, 돌기(120)는 복수 개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 돌기(120)는 본체(110)의 원주방향을 따라 배열되고, 본체(110)의 길이 방향(도 1 의 y축 방향)을 따라 연속적으로 연장 형성됨에 따라, 촉매 지지체(100)의 비표면적을 향상시킬 수 있다.
또한, 니켈(Ni)을 포함하는 금속 전구체가 본체(110)의 표면 및 돌기(120)의 표면에 코팅되어 촉매 코팅층(130)을 형성함에 따라, 건식 개질 촉매(10)의 건식 개질 활성(성능)이 향상될 수 있다. 여기서, 촉매 코팅층(130)의 두께는 3nm 내지 5nm일 수 있다. 촉매 코팅층(130)의 두께가 3nm 미만인 경우, 건식 개질 촉매(10)의 건식 개질 활성(성능)이 저하될 수 있고, 촉매 코팅층(130)의 두께가 5nm를 초과하는 경우, 니켈 입자가 커져 탄소 침적의 문제가 발생한다.
한편, 촉매 지지체(100)는 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 갖는 촉매 구조체, 예컨대, BaZrO3 분말이 압출 성형되어 이루어진 것으로서, 페로브스카이트 결정 구조의 화학적 특성에 의해, 건식 개질 반응 과정에서 건식 개질 촉매(10)의 표면에 생성되는 탄소(C)는 건식 개질 촉매(10) 활성에 영향을 미치기 이전에 산화되어 제거될 수 있다. 이에 따라, 건식 개질 촉매(10)의 내구성이 향상될 수 있다. 여기서, 내구성 향상은 건식 개질 반응 과정에서 건식 개질 촉매(10)의 표면에 생성되는 탄소, 즉, 탄소 침적에 의해 건식 개질 촉매(10)가 열화되는 것을 방지할 수 있음을 의미한다.
이하에서는, 상술한 건식 개질 촉매를 제조하는 방법에 대하여 도 2를 더 참조하여 설명하겠다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 개질 촉매의 제조 방법은, 페로브스카이트 결정 구조를 갖는 촉매 구조체를 형성하는 단계(S100), 촉매 구조체를 소정의 형상으로 압출 성형하여 촉매 지지체(100)를 형성하는 단계(S200) 및 촉매 지지체(100)의 표면에 금속 전구체를 코팅하여 건식 개질 촉매(10)를 형성하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
먼저, 촉매 구조체를 형성하는 단계(S100)는 페로브스카이트 결정 구조를 갖는 촉매 구조체(BaZrO3 분말)를 제조하는 단계이다.
촉매 구조체(BaZrO3 분말)를 제조하기 위해, 먼저, 탄산바륨(BaCO3), 산화지르코늄(ZrO2), 및 유기 용매, 예컨대, 아세톤을 혼합하여 촉매 혼합물을 형성한다.
다음으로, 촉매 혼합물을 균질화하고, 110℃의 온도에서 12시간 내지 24시간 동안 건조한다. 건조된 촉매 혼합물을 초미분 상태로 분쇄한 후 1,150℃의 공기 분위기에서 5시간 동안 열처리함에 따라, 촉매 구조체(BaZrO3 분말)를 수득한다.
수득된 촉매 구조체(BaZrO3 분말)에 대하여 간략히 설명하면, 촉매 구조체(BaZrO3 분말)는 페로브스카이트 결정 구조에 기인하여 높은 수소 이온 전도성을 가진다. 이 중 바륨(Ba)은 이산화탄소(CO2) 흡착율 향상에 따른 반응성 증가를 위한 알칼리 금속이며, 지르코늄(Zr)은 산소(O)의 이동성을 증가시켜서 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)의 표면에 형성된 탄소(C)를 산화시켜 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)의 탄소 침적에 대한 내구성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
다음으로, 촉매 구조체를 소정의 형상으로 압출 성형하여 촉매 지지체(100)를 형성하는 단계(S200)는 촉매 구조체(BaZrO3 분말)를 소정의 형상으로 압출 성형하여 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)를 수득하는 단계이다.
이러한 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)를 제조하기 위해, 촉매 구조체(BaZrO3 분말)에 유기 결합제를 촉매 구조체(BaZrO3 분말)의 중량 대비 5wt% 내지 10wt% 첨가하여 혼련한다. 이때, 촉매 구조체(BaZrO3 분말)과 유기 결합제의 균질한 혼합을 위해 수회 반복하여 혼련을 수행한다. 이러한 혼련은 1회 내지 2회 반복하여 수행될 수 있다.
다음으로, 촉매 구조체(BaZrO3 분말)과 유기 결합제의 혼련이 완료된 촉매 혼련물을 소정의 형상으로 압출 성형한다. 예를 들어, 진공 압출기 내에 촉매 혼련물을 주입하면 촉매 혼련물이 진공 압출기를 통과하면서 소정의 형상으로 압출 성형될 수 있다. 여기서, 소정의 형상은 일 예로, 전체적으로 중공의 원통 형상을 가지되, 원통의 둘레면에 복수의 돌기가 돌출 형성되어 추후 수득되는 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)의 비표면적을 향상시킬 수 있는 형상일 수 있다.
이와 같이 압출 성형된 촉매 혼련물을 10mm 내지 20mm의 크기로 절단하고, 60℃의 온도에서 12시간 내지 24시간 동안 건조한다. 그 후, 절단된 촉매 혼련물을 공기 분위기의 열처리로에서 1,000℃ 내지 1,200℃의 온도에서 5시간 동안 소성함에 따라, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)를 수득한다. 이때, 수득된 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)는 비표면적이 10m2/g 내지 20m2/g일 수 있다.
한편, 촉매 혼련물의 형성을 위해 사용되는 유기 결합제는 일 예로 오가닉 바인더와 같은 유기물로서, 소정의 온도(550℃) 이상에서 제거될 수 있다. 다시 말해, 촉매 구조체(BaZrO3 분말)에 무기 바인더가 아닌 유기 결합제를 첨가하더라도, 수득되는 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)는 소정의 물리적 강도를 가질 수 있다. 아울러, 상술한 바와 같이, 유기 결합제는 소정의 온도를 초과하는 경우, 제거되기 때문에, 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)의 성능에 영향을 주지 않을 수 있다.
다음으로, 촉매 지지체(100)의 표면에 금속 전구체를 코팅하여 건식 개질 촉매(10)를 형성하는 단계(S300)는 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)의 표면에 니켈을 코팅하여 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)를 수득하는 단계이다.
먼저, 온도 조절 화학 기상 증착법을 통해 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)의 표면에 금속 전구체를 코팅한다. 여기서, 금속 전구체는 Ni(Cp)2가 사용될 수 있으며, 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)의 중량 대비 1wt% 내지 30wt%로 주입될 수 있다. 예를 들어, 250℃의 온도에서 승화된 니켈 증기가 공기 중에 있는 산소와 반응하여 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)의 표면에 NiO 형태로 코팅되어 촉매 코팅층(130)을 형성할 수 있다.
이때, 니켈은 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)의 표면에 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)의 중량 대비 1wt% 내지 5wt%로 코팅될 수 있다. 이와 같이 코팅된 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)의 표면에 코팅된 니켈은 3nm 내지 5nm의 두께를 가질 수 있다.
다음으로, 표면에 니켈이 코팅된 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)를 800℃의 환원 분위기에서 2시간 내지 4시간 동안 열처리함에 따라, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같은 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)를 수득한다.
이와 같이, 금속 전구체(Ni(Cp)2)가 온도 조절 화학 기상 증착법으로 건식 증착됨에 따라, 니켈 입자의 크기가 감소됨과 동시에 분산성을 향상시켜 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)의 성능을 유지할 수 있는 내구성을 확보할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)의 효과를 확인하기 위한 실험예에 대하여 설명하겠다.
건식 개질 활성(성능) 평가 Ⅰ
본 실험은 도 3에 도시된 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)를 대상으로 하였고, CH4와 CO2가 1:1의 비율로 공급되는 조건에서 공간 속도 120,000ml/h.gcat 및 700℃의 온도로 바이오 가스 건식 개질(메탄 건식 개질) 반응을 수행한 후, CH4 전환율(%)과 CO2 전환율(%)을 측정하였다. 측정 결과는 하기의 표 1 및 도 4에 나타내었다.
CH4 전환율(%) CO2 전환율(%)
건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매): CH4와 CO2가 1:1의 비율로 공급되는 조건 70 76
실험 결과, 표 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, CH4와 CO2가 1:1의 비율로 공급되는 조건에서 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)는 반응 시간의 증가에 따른 비활성이 없으며, 초기 성능을 유지하고 있음을 알 수 있다.
이로부터 볼 때, 일반적으로 니켈 촉매는 건식 개질 반응에서 700℃ 부근의 온도 조건에서 탄소 침적에 취약하지만, 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매) (10)는 700℃의 온도에서 비활성이 없이 초기 성능을 유지하고 있음을 알 수 있다.
이는, 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)의 촉매 구조체인 BaZrO3 분말의 화학적 특성(페로브스카이트 결정 구조)에 기인한 것이며, 구체적으로, 건식 개질 반응 과정에서 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)의 표면에 생성되는 탄소가 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매) 활성에 영향을 미치기 이전에 산화되어 제거되기 때문이다.
더하여, 페로브스카이트 결정 구조는 높은 수소 이온 전도성을 가지기 때문에, 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)는 건식 개질 반응을 위한 멤브레인으로 활용될 수 있다. 이에 따라, 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)는 바이오 가스의 건식 개질 반응 이후, 연료전지의 연료로 투입할 수 있는 대체 전극 물질로써 유용하게 사용이 가능하다.
건식 개질 활성(성능) 평가 Ⅱ
본 실험은 도 3에 도시된 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)를 대상으로 하였고, 바이오 가스와 유사한 조건, 즉, CH4와 CO2가 1.5:1의 비율로 공급되는 조건에서 공간 속도 120,000ml/h.gcat 및 700℃의 온도로 바이오 가스 건식 개질(메탄 건식 개질) 반응을 수행한 후, CH4 전환율(%)과 CO2 전환율(%)을 측정하였다. 측정 결과는 하기의 표 2 및 도 5에 나타내었다.
CH4 전환율(%) CO2 전환율(%)
건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매): CH4와 CO2가 1.5:1의 비율로 공급되는 조건 70 95
표 2 및 도 5를 참조하면, CH4와 CO2가 1.5:1의 비율로 공급되는 조건에서 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)는 반응 시간이 증가하더라도 비활성되지 않고, 초기 성능을 유지하고 있음을 알 수 있다. 더하여, 건식 개질 성능 평가 Ⅰ에서 상술한 CH4와 CO2가 1:1의 비율로 공급되는 조건보다 CO2 전환율(%)이 약 25% 증가함을 알 수 있다. 이를 통해, 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)가 상용 공정에 적용되는 경우, 더욱 효율적으로 건식 개질 활성(성능)을 발휘할 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바에 따르면, 본 발명의 실시예들에 따른 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)는 건식 개질 반응의 활성과 탄소 침적에 대한 내구성이 향상된다는 효과가 있다.
또한, 압출 성형을 통해 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)의 대량 생산이 용이하다는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 건식 코팅을 이용하여 촉매 지지체(BaZrO3 지지체)(100)의 표면에 니켈(Ni)을 균일하게 코팅할 수 있다는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 건식 개질 촉매(Ni/BaZrO3 촉매)(10)가 소정의 형상, 예컨대, 둘레면에 복수의 돌기(120)가 구비된 중공의 기둥 형상으로 이루어짐에 따라, 취급이 용이하고, 촉매 반응기 내의 차압을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
10: 건식 개질 촉매 100: 촉매 지지체
110: 본체 120: 돌기
130: 촉매 코팅층

Claims (5)

  1. 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 갖는 촉매 구조체를 형성하는 단계;
    상기 촉매 구조체를 중공의 원통의 둘레면에 복수의 돌기가 돌출되는 형상으로 압출 성형하여 촉매 지지체를 형성하는 단계; 및
    상기 촉매 지지체의 표면에 금속 전구체를 코팅하여 건식 개질 촉매를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 촉매 지지체를 형성하는 단계는,
    BaZrO3 분말과 유기 결합제를 혼련하여 촉매 혼련물을 형성하는 단계; 및
    상기 촉매 혼련물을 중공의 원통의 둘레면에 복수의 돌기가 돌출되는 형상으로 압출 성형하여 BaZrO3 지지체를 수득하는 단계를 포함하며,
    상기 건식 개질 촉매를 형성하는 단계는,
    상기 BaZrO3 지지체의 표면에 니켈(Ni)을 포함하는 상기 금속 전구체를 코팅하여 Ni/ BaZrO3 촉매를 수득하는 단계를 포함하는,
    건식 개질 촉매의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매 구조체를 형성하는 단계는,
    탄산바륨(BaCO3), 산화지르코늄(ZrO2), 및 유기 용매를 혼합하여 촉매 혼합물을 형성하는 단계; 및
    상기 촉매 혼합물을 건조하고, 초미분 상태로 분쇄하여 BaZrO3 분말을 수득하는 단계를 포함하는,
    건식 개질 촉매의 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 제조 방법에 의해 제조되는 건식 개질 촉매.
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