Manufacture of Hydrogen and C2+ Chemicals from Methane using Microwave Plasma and Catalyst

마이크로웨이브 플라즈마와 촉매를 이용한 메탄으로부터 수소 밀 C2+ 화학원료 제조에 환한 연구

The microwave plasma and catalytic reaction have been employed to investigate the activation of methane to hydrogen and higher hydrocarbons at low gas temperature. The catalytic activity of Fe, Ni, Pt Pd metal catalysts were also studied in this reaction system. With increasing plasma power at a $CH_{4}$ flow rate of 20 ml/min, C2+ products increased from 29 to $42\%$, whereas hydrogen from 60 to $65\%$. When catalysts were loaded below the plasma region, the selectivitity of ethylene md acetylene increased but the yield of C2+ products remained constant. The usage of ECR electric fie3d and Pd-Ni bimetal catalyst produced a minimum C2+ yield of $64\%$.

저온 마이크로웨이브 플라즈마와 촉매반응에 의한 메탄올 활성화하여 C2+ 화합물과 수소로 전환하는 반응을 고찰하였다. 금속 촉매인 Fe, Ni과 귀금속 촉매인 Pt, Pd 계열의 촉매로 본 실험을 수행하였다 메탄의 유속이 $20ml\;min^{-1}$일때 플라즈마의 출력이 증가할수록 C2+ 생성물은 29에서 $42\%$로 증가하였으며 동시에 메탄의 커플링 반응에서 발생하는 수소는 0.6에서 0.65 몰분율을 나타내었다. 촉매는 플라즈마 영역 후단에 위치하였을 때, C2+ 생성물이 일정한 수율을 나타내는 반면 에틸렌과 아세틸렌의 선택도는 향상되었다. 플라즈마 반응후 ECR 전기장과 Pd-Ni 이원촉매를 위치했을 때 최고의 C2+ 수율은 $64\%$로 관찰되었다.