Study on Reaction Characteristics and Catalysts to Reform Diesel for Production of Hydrogen

Diesel is one of the best hydrogen systems, which has very high volumetric density $[kg\;H_2/m^3]\;(>100)\;and\;gravimetric\;density[\%\;H_2]\;(>\;15)$Several catalysts were selected for diesel reforming. 3 catalysts of our group (NECS-1, NECS-2, NECS-3) and 2 commercial catalysts (Sud-Chemie, Inc, FCR-HCl4, FCR-HC35) were used to reform diesel. NECS-1 showed the best performance to reform diesel. In addition to these results, we studied on reaction characteristics for better understanding about auto thermal reforming of diesel by investigating product gas concentrations and temperature Profiles along the catalyst bed. We found technological issues such as fuel delivery and thermal configuration between front exothermic part and rear endothermic part.

수소생산을 위한 디젤 개질용 촉매와 반응특성에 관한 연구

디젤은 높은 volumetric density$[VD,\;kg\;H_2/m^3]\;(>100)$와 gravimetric density$(GD,\;\%\;H_2)\;(>17)$를 가지는 우수한 수소저장매체 중의 하나이다. (Liquid Hydrogen의 경우 VD와 GD가 각각 50, 18 정도) 본 연구는 이러한 디젤연료의 개질에 적합한 촉매선정 및 반응특성에 관한 연구를 실시하였다 촉매는 자체 선정한 3가지 촉매(NECS-1, NECS-2, NECS-3)와 2가지 상용촉매(FCR-HCl4, FCR-HC35. Sud-Chemie, Inc)에 대하여 조사하였다. 실험결과 NECS-1이 디젤개질에 가장 적합한 것으로 판단되었다. 이와 함께 촉매 층의 길이에 따른 온도 및 농도를 분석하였으며, 디젤개질을 위한 연료의 delivery 문제로 인한 촉매 층 내의 급격한 온도 변화특성을 확인할 수 있었다. 또한 촉매 층 상단부에서 발생한 발열량을 하단부의 흡열부에 효과적으로 전달하는 것이 ATR(Autothermal Reforming) 반응 특성에 깊게 연관되어 있음을 확인할 수 있었다.