용량성 rf 플라즈마를 이용한 메탄으로부터의 합성가스 제조

Preparation of Synthesis Gas from Methane in a Capacitive rf Discharge

저압에서 용량성 라디오 주파수 방전을 이용하여 메탄을 합성가스로 전환시키는 반응을 고찰하였다. 플라즈마에서 발생된 높은 에너지를 갖는 전자들이 메탄분자와 산소를 함유하고 있는 기체 분자들과 충돌에 의해 합성가스로 전환되었다. 입력전력, 함산소화합물의 종류, 함산소화합물과 메탄의 조성이 메탄 전환율 및 수소와 일산화탄소의 수율에 미치는 영향을 살펴보았다. 메탄 전환율은 최대 100%이었으며, 합성가스이외의 다른 화합물들은 거의 생성되지 않았다. 입력전력이 증가함에 따라 메탄전환율과 합성가스의 수율이 증가하였으며, 함산소화합물의 종류에 따라 각각 다른 조성의 합성가스를 생성할 수 있었다. 메탄과 함산소화합물을 함께 반응시킴으로써 순수한 합성가스를 제조할 수 있었는데 함산소화합물의 종류에 따라 합성가스의 조성을 조절할 수 있었으며 불순물이 거의 없는 순수한 생성물을 얻을 수 있었다.

Conversion of methane to synthesis gas in a capacitive rf plasma at low pressure was experimentally studied. In this plasma, electrons which had sufficient energy-level collided with the molecules of methane or oxygen-containing gas, which were than activated and converted to synthesis gas. The effect of input power, various oxygen-containing gas and composition of the gas mixture were investigated. The conversion of methane reached up to 100%. In all cases, hydrogen and carbon oxide were produced as primary products, and other compounds was generated. The conversion of methane and the yield of hydrogen and carbon oxides were increased with increasing the input power. Depending on the oxygen-containing gases, the composition of synthesis gas was varied.