KR20210033251A - 저온 저압에서 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저온 저압에서 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이오매스/산/산화제/극성 비양자성 용매의 혼합 수용액을 저온 수열처리를 통해 포름산이 주로 포함된 액체 생성물과 수소 혼합기체를 얻고, 수소 혼합기체를 회수한 후 남은 액체 생성물로부터 증류 또는 분리막을 통해 불순물의 농도를 최소화한 포름산 수용액을 얻은 후 상기 포름산 수용액에 탈수소 촉매를 첨가하여 상압 저온에서 포름산으로부터 수소/이산화탄소 혼합기체를 생산하는 저온 저압 공정에 관한 것이다.

Description

저온 저압에서 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법{Process for producing hydrogen from biomass at low temperature and low pressure}
본 발명은 저온 저압에서 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이오매스, 산, 산화제 및 극성 비양자성 용매의 혼합 수용액을 저온 수열처리를 통해 포름산이 주로 포함된 액체 생성물과 수소 혼합기체를 얻고, 수소 혼합기체를 회수한 후 남은 액체 생성물로부터 증류 또는 분리막을 통해 불순물의 농도를 최소화한 포름산 수용액을 얻은 후 상기 포름산 수용액에 탈수소 촉매를 첨가하여 상압 저온에서 포름산으로부터 수소/이산화탄소 혼합기체를 생산하는 저온 저압 공정에 관한 것이다.
수소는 청정연료로 알려져 있지만, 대부분의 수소는 석탄, 석유, 천연가스, 암모니아, 메탄올과 같은 화석연료의 가스화 반응, 수증기 개질 반응, 자열 개질 반응에 의해 생산되고 있다. 하지만, 환경 문제와 화석연료의 고갈 문제를 고려한다면 지속가능한 원료로부터 수소를 생산하는 기술이 절실히 필요한 상황이다. 대표적인 지속가능한 원료로서 바이오매스가 있지만, 바이오매스로부터 수소를 생산하는 공정 역시 고온 고압의 복잡한 공정으로 구성이 되어 있다. 구체적으로 바이오매스로부터 수소를 생산하는 공정은 가스화와 같은 열화학 공정과 생물 공정이 있는데, 두 공정 모두 많은 에너지가 소모되고, 연료전지를 피독시키는 일산화탄소, 타르, 회분과 같은 불순물이 다량 생성된다는 문제점을 갖고 있다. 또한, 2018 년도에는 새로운 방법으로 바이오매스의 수열처리를 통해 얻은 포름산으로부터 수소를 생산하는 기술이 보고된 바 있으나, 이 기술은 여러 가지 단점들이 존재하였다. 바이오매스의 수열처리 단계에서 높은 포름산 수율을 얻기 위해서는 수열반응 시 시작 압력이 30 기압으로 고압이어야 하고, 산화제로서 고압의 산소기체를 사용하여야 한다. 또한, 포름산으로부터 수소를 생산하는 단계에서는 90 ℃의 고온이 필요하며, 균일계 촉매를 사용하여 촉매의 회수가 어려울 뿐만 아니라, 반응효율을 향상시키기 위해 염기성 첨가제를 추가하여야 한다.
따라서, 본 발명자는 바이오매스, 산, 산화제 및 극성 비양자성 용매의 혼합 수용액을 저온 수열처리를 통해 포름산이 주로 포함된 액체 생성물과 수소 혼합기체를 얻고, 수소 혼합기체를 회수한 후 남은 액체 생성물로부터 증류 또는 분리막을 통해 불순물의 농도를 최소화한 포름산 수용액을 얻은 후 상기 포름산 수용액에 탈수소 촉매를 첨가하여 상압 저온에서 포름산으로부터 수소/이산화탄소 혼합기체를 생산할 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
특허문헌 1. 한국 공개특허 공보 제10-2018-0130585호 특허문헌 2. 한국 등록특허 공보 제10-1842080호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 개선하여 저온 저압에서 바이오매스로부터 포름산을 생산한 후 생산된 포름산으로부터 수소를 생산하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 (a) 바이오매스와 산(acid)의 혼합물을 분쇄하여 기계촉매적 해중합을 하는 단계; (b) 상기 분쇄된 바이오매스와 산의 혼합물, 산화제 및 극성 비양자성 용매를 물에 용해 및 분산하여 혼합 수용액을 수득하는 단계; (c) 상기 수득한 바이오매스, 산, 산화제 및 극성 비양자성 용매의 혼합 수용액을 수열처리하는 단계; (d) 상기 수열처리 후 생성된 수소 혼합기체, 포름산 함유 수용액 및 고체 리그닌을 상온으로 냉각 후 분리하는 단계; (e) 상기 분리된 포름산 함유 수용액으로부터 불순물의 농도가 최소화된 포름산 수용액을 얻는 단계; 및 (f) 상기 불순물의 농도가 최소화된 포름산 수용액에 불균일계 탈수소 촉매를 첨가하여 포름산으로부터 수소와 이산화탄소 혼합기체를 생산하는 단계;를 포함하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법을 제공한다.
상기 바이오매스는 목질계 바이오매스, 초본계 바이오매스, 키토산, 키틴, 리그닌, 셀룰로스, 전분, 헤마이셀룰로스 및 조류(algae) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 산은 구연산, 아세트산, 옥살산, 말산, 락트산, 타르타르산, 타닌산, 황산, 염산 및 질산 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 산화제는 과산화수소, 헤테로폴리산 및 과탄산나트륨 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 극성 비양자성 용매는 디메틸술폭시드(DMSO), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 에틸아세테이트(EtOAc), 아세톤, 아세토니트릴, 디클로로메테인(DCM) 및 프로필렌카보네이트(PC) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 (c) 단계의 수열처리는 상압 및 25 내지 250 ℃에서 수행될 수 있다.
상기 (e) 단계에서 불순물의 농도를 최소화하는 방법은 증류 및 분리막 중에서 선택되는 1종 이상에 의한 방법일 수 있다.
상기 (e) 단계를 수행한 후 아세트산, 레불린산, 푸르푸랄, 5-하이드록시메틸푸르푸랄(5-HMF) 및 당류 중에서 선택되는 1종 이상의 부산물이 생성되고, 상기 부산물의 수증기 개질 반응을 통하여 수소를 추가적으로 생산할 수 있다.
상기 불균일계 탈수소 촉매는 Pd, Au, Ag, Ru, Rh, Ir, Cu, Ni, Mn, Zn, Zr, Ti, V, Mo, Co 및 Fe 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 불균일계 탈수소 촉매는 SiO2, Al2O3, TiO2, C, ZnO, ZrO2 및 CeO2 중에서 선택되는 1종 이상의 지지체 상에 담지된 것일 수 있다.
상기 (f) 단계의 탈수소 반응은 5 내지 300 ℃에서 수행될 수 있다.
상기 바이오매스는 소나무이고, 상기 산은 구연산이며, 상기 산화제는 과산화수소이며, 상기 극성 비양자성 용매는 DMSO이며, 상기 불균일계 탈수소 촉매는 Pd/NH2-SiO2이며, 상기 (f) 단계의 탈수소 반응은 5 내지 80 ℃에서 10 분 내지 5 시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법에 의하여 생산된 수소를 연료전지에 공급함으로써 전기를 생산하는 방법으로서, 상기 수소는 상기 (d) 단계 또는 (f) 단계에서 생산되는 것을 특징으로 하는 전기를 생산하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 저온 저압에서 바이오매스로부터 포름산을 생산한 후 생산된 포름산으로부터 수소를 생산하는 방법을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서는 종래 기술에 비해 수열처리의 압력을 감소시키고, 산화제로서 액상인 과산화수소를 사용하여 공정의 경제성과 안정성을 향상시킬 수 있으며, 수열반응의 전단계에 바이오매스를 산과 혼합하여 분쇄하는 기계촉매적 해중합 단계를 도입하여 포름산 수율 향상의 효과가 있다. 또한, 포름산 탈수소 단계에서는 균일계 촉매를 불균일계 촉매로 대체하여 촉매의 회수를 용이하게 하여 공정의 경제성을 향상시키는 효과가 있고, 상온에서 포름산 탈수소 반응을 수행하기 때문에 반응의 열효율을 향상시키는 효과도 있다. 게다가 종래 기술에서 사용하는 염기성 첨가제를 첨가할 필요가 없어 경제성이 향상될 수 있다.
도 1은 (a) 본 발명에 따라 저온 저압에서 바이오매스로부터 수소를 생산하는 공정 및 (b) 종래의 가스화 공정을 통해 수소를 생산하는 공정을 비교한 도면이다.
도 2는 본 발명에의 실시예로부터 증류 및 희석된 포름산 수용액을 탈수소 반응하여 생산한 수소와 이산화탄소 혼합기체의 부피를 나타낸 그래프이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
종래 바이오매스로부터 수소를 생산하는 공정은 고온 고압의 복잡한 공정으로 수행되었으며, 바이오매스의 가스화와 같은 열화학 공정 또는 생물 공정을 통하여 많은 에너지를 소모할 뿐만 아니라, 연료전지를 피독시키는 일산화탄소, 타르, 회분과 같은 불순물이 다량 생성된다는 문제점이 존재하였다. 또한, 2018 년도에는 새로운 방법으로 바이오매스의 수열처리를 통해 얻은 포름산으로부터 수소를 생산하는 기술이 보고된 바 있으나, 이 기술은 여러 가지 단점들이 존재하였다. 바이오매스의 수열처리 단계에서 높은 포름산 수율을 얻기 위해서는 수열반응 시 시작 압력이 30 기압으로 고압이어야 하고, 산화제로서 고압의 산소기체를 사용하여야 한다. 또한, 포름산으로부터 수소를 생산하는 단계에서는 90 ℃의 고온이 필요하며, 균일계 촉매를 사용하여 촉매의 회수가 어려울 뿐만 아니라, 반응효율을 향상시키기 위해 염기성 첨가제를 추가하여야 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 바이오매스의 기계촉매적 해중합과 수열처리에 의해 수득한 포름산 수용액을 상압 상온에서 탈수소화 하여 수소를 생산함으로써, 종래 바이오매스 가스화를 통한 수소 생산공정 및 바이오매스 기반 포름산으로부터 수소를 생산하는 공정에 비하여 효율과 경제성이 현저히 향상된, 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법을 제공하고자 한다.
구체적으로, 본 발명은 (a) 바이오매스와 산(acid)의 혼합물을 분쇄하여 기계촉매적 해중합을 하는 단계; (b) 상기 분쇄된 바이오매스와 산의 혼합물, 산화제 및 극성 비양자성 용매를 물에 용해 및 분산하여 혼합 수용액을 수득하는 단계; (c) 상기 수득한 바이오매스, 산, 산화제 및 극성 비양자성 용매의 혼합 수용액을 수열처리하는 단계; (d) 상기 수열처리 후 생성된 수소 혼합기체, 포름산 함유 수용액 및 고체 리그닌을 상온으로 냉각 후 분리하는 단계; (e) 상기 분리된 포름산 함유 수용액으로부터 불순물의 농도가 최소화된 포름산 수용액을 얻는 단계; 및 (f) 상기 불순물의 농도가 최소화된 포름산 수용액에 불균일계 탈수소 촉매를 첨가하여 포름산으로부터 수소와 이산화탄소 혼합기체를 생산하는 단계;를 포함하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법을 제공한다.
상기 바이오매스는 목질계 바이오매스, 초본계 바이오매스, 키토산, 키틴, 리그닌, 셀룰로스, 전분, 헤마이셀룰로스 및 조류(algae) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 목질계 바이오매스, 더욱 구체적으로는 소나무를 바이오매스로서 사용할 수 있다.
상기 산은 구연산, 아세트산, 옥살산, 말산, 락트산, 타르타르산, 타닌산, 황산, 염산 및 질산 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 구연산을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 상기 (a) 단계에서 바이오매스와 산의 혼합물의 분쇄를 통하여 바이오매스의 기계촉매적 해중합을 하고, 이어서 (b) 단계에서 산화제 및 극성 비양자성 용매를 혼합한 후에 수열처리((c) 단계)를 수행하기 때문에, 상기 (b) 단계에서 구연산과 같은 약산을 사용하여도 황산과 같은 강산을 사용한 것과 유사한 바이오매스 수열처리 효과를 얻을 수 있다. 종래 기술에서 사용하던 강산촉매를 약산촉매로 대체함으로써 공정의 경제성과 안정성을 향상시키는 효과도 얻을 수 있다.
상기 산화제는 과산화수소, 헤테로폴리산 및 과탄산나트륨 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 과산화수소를 사용할 수 있다. 종래 기술에서 사용하던 고압의 산소기체 산화제를 액상의 과산화수소로 대체함으로써 공정의 경제성과 안정성 향상의 효과를 얻을 수 있다.
상기 극성 비양자성 용매는 디메틸술폭시드(DMSO), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 에틸아세테이트(EtOAc), 아세톤, 아세토니트릴, 디클로로메테인(DCM) 및 프로필렌카보네이트(PC) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 DMSO를 사용할 수 있다.
상기 (c) 단계의 수열처리는 상압에서 수열반응을 시작하여 25 내지 250 ℃에서 1 내지 15 시간, 구체적으로는 150 내지 180 ℃에서 2 내지 5 시간 동안 수행될 수 있다. 수열반응 시작 후 온도가 상승되면서 자생되는 압력을 피할 수는 없고, 압력 또한 일정치 않아 수열반응의 시작압력으로 표현한다. 수열반응의 시작압력이 상압으로, 종래 고압을 필수적으로 사용하는 기술에 비해 낮아 공정의 경제성과 안정성 향상의 효과를 얻을 수 있다.
상기 (e) 단계에서 불순물의 농도를 최소화하는 방법은 증류 및 분리막 중에서 선택되는 1종 이상에 의한 방법일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 증류를 통하여 불순물의 농도를 최소화할 수 있다.
상기 (e) 단계를 수행한 후 아세트산, 레불린산, 푸르푸랄, 5-하이드록시메틸푸르푸랄(5-HMF) 및 당류 중에서 선택되는 1종 이상의 부산물이 생성되고, 상기 부산물의 수증기 개질 반응을 통하여 수소를 추가적으로 생산할 수 있다.
상기 불균일계 탈수소 촉매는 Pd, Au, Ag, Ru, Rh, Ir, Cu, Ni, Mn, Zn, Zr, Ti, V, Mo, Co 및 Fe 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 Pd를 사용할 수 있다.
상기 불균일계 탈수소 촉매는 SiO2, Al2O3, TiO2, C(탄소), ZnO, ZrO2 및 CeO2 중에서 선택되는 1종 이상의 지지체 상에 담지된 것일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 SiO2, 보다 구체적으로는 NH2-SiO2를 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 아민화된 SiO2 상에 Pd가 담지된 Pd/NH2-SiO2를 사용하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 불균일계 탈수소 촉매를 사용할 경우 종래 기술에서 사용하던 균일계 촉매에 비해 촉매의 회수와 재사용이 용이하여 공정의 경제성 향상의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 염기성 첨가제를 첨가하지 않고 포름산 수용액만을 사용하여도 높은 촉매활성을 얻을 수 있는 것을 확인하였다. 염기성 첨가제를 사용하지 않을 경우 공정의 경제성 향상 효과를 얻을 수도 있다.
상기 (f) 단계의 탈수소 반응은 상압 조건의 5 내지 300 ℃에서 10 분 내지 15 시간 동안 수행될 수 있고, 구체적으로는 5 내지 50 ℃에서 10 분 내지 5 시간 동안 수행될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 20 내지 30 ℃에서 30 분 내지 2 시간 동안 수행될 수 있다. 상기와 같이 상온에서 포름산 탈수소 공정을 수행할 경우 고온에서 포름산 탈수소 공정을 수행하는 종래 기술에 비해 공정의 경제성 향상의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법에 의하여 생산된 수소를 연료전지에 공급함으로써 전기를 생산하는 방법으로서, 상기 수소는 상기 (d) 단계 또는 (f) 단계에서 생산되는 것을 특징으로 하는 전기를 생산하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 (d) 단계에서 상기 혼합 수용액을 수열처리하면 수소 혼합기체, 포름산 함유 수용액 및 고체 리그닌이 생성될 수 있는데, 이때 생성된 수소 혼합기체로부터 수소를 생산할 수 있으며, 또한, 상기 (f) 단계에서 포름산의 탈수소화 반응을 통하여 수소와 이산화탄소의 혼합기체가 생성되는데, 이때 생성된 수소와 이산화탄소의 혼합기체로부터 수소를 생산할 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계로부터 생성된 고체 리그닌은 다공성 탄소 소재 합성의 전구체로 사용될 수 있음을 확인하였다.
이하에서는 본 발명에 따른 제조예 및 실시예를 첨부된 도면과 함께 구체적으로 설명한다.
실시예: 소나무(red pine)으로부터 수소의 생산
(1) 소나무로부터 포름산 수용액의 제조
바이오매스로서 소나무 10 g과 구연산 4 g을 혼합하여 소나무의 입자크기 1 mm 이하가 되도록 분쇄하여 기계촉매적 해중합을 수행하였다. 분쇄된 소나무/구연산 혼합물을 물 53 g, 과산화수소 17 g 및 디메틸술폭시드(DMSO) 4 g과 혼합하여 소나무/구연산/과산화수소/DMSO 수용액을 제조하였다. 상기 제조된 소나무/구연산/과산화수소/DMSO 수용액을 오토클레이브에 첨가한 후 상압 상온에서 수열반응을 시작하여 150 ℃로 승온하고 150 ℃에서 3 시간 동안 유지하여 수열처리함으로써, 수소 혼합기체, 포름산 함유 수용액 및 고체 리그닌으로 구성된 생성물들을 수득하였으며, 상기 생성물을 상온으로 냉각하여 상기 수소 혼합기체를 회수한 후 남은 생성물의 여과를 통하여 포름산이 주로 함유된 포름산 함유 수용액을 분리해내었다. 상기 오토클레이브에서 수열처리하는 과정에서 승온이 되면서 자생압력이 형성되는 것을 피할 수 없는데, 자생된 압력 또한 일정하지 않아 수열처리 시작압력으로 표현하였다. 상기 포름산 함유 수용액을 110 ℃에서 증류하여 불순물의 농도를 최소화한 포름산 수용액을 수득하였다. 바이오매스로부터 포름산의 수득율은 41 %인 것으로 확인하였다.
(2) 포름산 수용액으로부터 수소의 생산
상기 (1)의 과정으로부터 얻은 포름산 수용액의 포름산 농도를 12.8 g/L가 되도록 물로 희석하였다. 탈수소 촉매인 Pd/NH2-SiO2 촉매 0.055 g를 상기 희석된 포름산 수용액에 첨가하여 25 ℃ 및 상압 조건에서 포름산 탈수소 반응을 수행하였다. 도 2에서 나타낸 바와 같이 상기 포름산 탈수소 반응을 60 분 수행하여 수소와 이산화탄소가 1 : 1(mol 비)로 혼합된 혼합기체 240 mL를 생산하였으며, 10 분에 촉매의 TOF는 279.24 mol H2 mol catalyst-1 h-1 인 것으로 확인하였다.
그러므로 본 발명에 따르면, 저온 저압에서 바이오매스로부터 포름산을 생산한 후 생산된 포름산의 탈수소화를 통하여 수소를 생산함으로써, 종래 바이오매스 가스화를 통한 수소 생산공정 및 바이오매스 기반 포름산으로부터 수소를 생산하는 공정에 비하여 효율이 월등히 향상된 수소 생산 방법을 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. (a) 바이오매스와 산(acid)의 혼합물을 분쇄하여 기계촉매적 해중합을 하는 단계;
    (b) 상기 분쇄된 바이오매스와 산의 혼합물, 산화제 및 극성 비양자성 용매를 물에 용해 및 분산하여 혼합 수용액을 수득하는 단계;
    (c) 상기 수득한 바이오매스, 산, 산화제 및 극성 비양자성 용매의 혼합 수용액을 수열처리하는 단계;
    (d) 상기 수열처리 후 생성된 수소 혼합기체, 포름산 함유 수용액 및 고체 리그닌을 상온으로 냉각 후 분리하는 단계;
    (e) 상기 분리된 포름산 함유 수용액으로부터 불순물의 농도가 최소화된 포름산 수용액을 얻는 단계; 및
    (f) 상기 불순물의 농도가 최소화된 포름산 수용액에 불균일계 탈수소 촉매를 첨가하여 포름산으로부터 수소와 이산화탄소 혼합기체를 생산하는 단계;를 포함하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이오매스는 목질계 바이오매스, 초본계 바이오매스, 키토산, 키틴, 리그닌, 셀룰로스, 전분, 헤마이셀룰로스 및 조류(algae) 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산은 구연산, 아세트산, 옥살산, 말산, 락트산, 타르타르산, 타닌산, 황산, 염산 및 질산 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산화제는 과산화수소, 헤테로폴리산 및 과탄산나트륨 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 극성 비양자성 용매는 디메틸술폭시드(DMSO), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 에틸아세테이트(EtOAc), 아세톤, 아세토니트릴, 디클로로메테인(DCM) 및 프로필렌카보네이트(PC) 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 수열처리는 상압 및 25 내지 250 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서 불순물의 농도를 최소화하는 방법은 증류 및 분리막 중에서 선택되는 1종 이상에 의한 방법인 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (e) 단계를 수행한 후 아세트산, 레불린산, 푸르푸랄, 5-하이드록시메틸푸르푸랄(5-HMF) 및 당류 중에서 선택되는 1종 이상의 부산물이 생성되고, 상기 부산물의 수증기 개질 반응을 통하여 수소를 추가적으로 생산하는 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 불균일계 탈수소 촉매는 Pd, Au, Ag, Ru, Rh, Ir, Cu, Ni, Mn, Zn, Zr, Ti, V, Mo, Co 및 Fe 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 불균일계 탈수소 촉매는 SiO2, Al2O3, TiO2, C, ZnO, ZrO2 및 CeO2 중에서 선택되는 1종 이상의 지지체 상에 담지된 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 (f) 단계의 탈수소 반응은 5 내지 300 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 바이오매스는 소나무이고,
    상기 산은 구연산이며,
    상기 산화제는 과산화수소이며,
    상기 극성 비양자성 용매는 DMSO이며,
    상기 불균일계 탈수소 촉매는 Pd/NH2-SiO2이며,
    상기 (f) 단계의 탈수소 반응은 5 내지 50 ℃에서 10 분 내지 5 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 바이오매스로부터 수소를 생산하는 방법에 의하여 생산된 수소를 연료전지에 공급함으로써 전기를 생산하는 방법으로서,
    상기 수소는 상기 (d) 단계 또는 (f) 단계에서 생산되는 것을 특징으로 하는 전기를 생산하는 방법.
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