• 제목/요약/키워드: Methane oxidation

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마이크로웨이브 플라즈마를 통한 메탄의 산화반응 (Oxidation of Methane via Microwave Plasmas)

  • 안범수
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.89-93
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    • 2000
  • The oxidation of methane was carried out in six different configurations of plasma reactors in order to study the radical reactions inside and outside of the plasma zone and to explore the method to control them. Various radicals and reactive molecules, such as CH, $CH_{2}$, $CH_{3}$, H, and O(from $O_{2}$) were generated in the plasma. A variety of products were produced through many competing reaction pathways. Among them. partial oxidation products were usually not favored, because the intermediates leading to the partial oxidation products could be oxidized further to carbon dioxides easily. It is important to control the free radical reactions in the plasma reactor by controlling the experimental conditions so that the reactions leading to the desired products are the major pathways.

팔라듐 촉매의 메탄 부분산화에 관한 연구 - 반응온도에 따른 효과 - (A Study of Partial Oxidation of Methane by Pd Catalyst - Effects of Reaction Temperature -)

  • 이택홍;문영환
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.244-249
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    • 2004
  • Pd catalyst have been used in hydrogenation, oxidation, and low temperature combustion reaction. Recently, it has been candidated as a possible reagents in the partial oxidation of methanol reformers of the fuel cell. Pd catalysts, even though it is very precious and expensive, catalytic functioning is good, but it still need to be improved in the matter of durability and low catalytic activity after calcination. In this study, we synthesize the improved Pd catalyst and study their chemical functioning.

메탄의 부분산화를 이용한 이중 혼합금속산화물 촉매 반응시스템의 N2O 분해 특성 연구 (N2O Decomposition Characteristics of Dual Bed Mixed Metal Oxide Catalytic System using Partial Oxidation of Methane)

  • 이난영;우제완
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권1호
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    • pp.82-87
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    • 2008
  • Methane의 부분산화에 의하여 일산화탄소를 발생시키고 이를 이용하여 온실가스로 알려져 있는 $N_2O$를 분해시키기 위한 이중 촉매 반응시스템의 반응 특성을 살펴보았다. 일산화탄소를 발생시키기 위한 제1 반응기의 조건은 Co-Rh-Al (1/0.2/1) 촉매를 사용할 때 $500^{\circ}C$의 온도에서 methane과 산소의 비율이 5:1이고 GHSV $8,000h^{-1}$ 일때 가장 적합하였다. 제1 반응기에서 methane을 부분산화시켜 얻은 혼합 가스를 사용하는 이중 반응시스템에서 제2 반응기에 촉매로 Co-Rh-Al(1/0.2/1)과 Co-Rh-Zr-Al(1/0.2/0.3/1)을 사용한 경우 Co-Rh-Al(1/0.2/1) 촉매를 사용한 single bed system 보다 $250^{\circ}C$ 이하의 저온에서 우수한 분해성능을 나타내었다. 두 경우 모두 $250^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 $N_2O$가 100% 분해되었다. 또한, 제2 반응기에서 $N_2O$ 분해성능은 NO의 존재 유무에 관계없이 산소의 농도가 증가할수록 감소함을 보여주었다. 다만 NO가 존재할 경우 산소의 농도가 10,000 ppm 이하일 때 100% 분해율을 보이며 그 이상일 경우 급격히 감소하였다.

메탄개질에서의 아크젯 플라즈마의 역할 (Investigation on The Role of Arc-jet Plasma in Methane Reforming)

  • 황나경;이대훈;송영훈
    • 한국연소학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.1-7
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    • 2006
  • A reaction mechanism of methane partial oxidation, which consists of thermal and plasma chemistry reaction pathways, has been investigated using with an arc-jet reactor. The reaction zone of the arc-jet reactor is spatially separated into thermal and non-thermal plasma zone. Methane conversion rates, selectivity of $H_2$ and $C_2$ chemicals in each zone are obtained, which reveals clearly different characteristics of reaction pathways depending on the temperature conditions. The conversion rates obtained in thermal plasma zone is higher than those in non-thermal plasma zone. The selectivity, however, obtained in non-thermal plasma zone is significantly higher than those in thermal plasma zone. Further parametric study on $O_2/C$ ratio, arc length and SED shows that the present process is mainly governed by thermal chemistry pathways.

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동해 울릉분지 메탄 하이드레이트 퇴적토의 미생물 군집 특성 (Characteristics of Microbial Community Structures of the Methane Hydrate Sediments in the Ulleung Basin, East Sea of Korea)

  • 신지혜;남지현;이진우;이동훈
    • 미생물학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.191-200
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    • 2014
  • 가스 하이드레이트는 높은 지구 온난화 잠재력을 가지고 있는 메탄가스를 해수 또는 대기 중으로 유입시킬 수 있어 전 지구적 탄소순환과정과 기후 변화에 중요한 역할을 한다. 따라서 해양 또는 대기로 방출되는 메탄의 90% 이상을 미생물 반응을 통해 산화시킬 수 있는 혐기적 메탄산화 과정이 매우 중요하다. 본 연구에서는 동해 울릉분지내 메탄 가스 하이드레이트 퇴적토에 서식하는 미생물 군집의 mcrA 유전자와 16S rRNA 유전자를 분석하였다. 혐기적 메탄산화 고세균(Anaerobic methane oxidizer: ANME) 군집의 수직적 분포를 조사한 결과, 표층과 황산염 메탄전이대(Sulfate methane transition zone: SMTZ)에서는 ANME-1 그룹이, high methane 층에서는 ANME-2c 그룹이 우점하였다. 16S rRNA 유전자를 이용한 고세균의 군집분석 결과, 혐기적 메탄산화가 일어나는 지역에서 주로 발견되는 marine benthic group-B가 50% 이상의 비율로 우점하였다. 세균의 경우 질산염을 환원시킬 수 있는 세균이 SMTZ (Halomonas 속: 56.5%)와 high methane 층(Achromobacter 속: 52.6%)에서 우점하였으며 황산염 환원 세균 군집은 확인되지 않았다. 동해 울릉분지 메탄가스 하이드레이트의 혐기적 메탄산화과정은 일반적으로 해양 퇴적토에서 알려진 혐기적 메탄산화 고세균과 황산염 환원 세균과의 공생에 의한 반응이 아닌 혐기적 메탄산화 고세균과 질산염 환원세균에 의한 반응이 주도할 것이라 생각된다.

$Ni/\gamma -Al_2O_3$ Catalyst Prepared by Liquid Phase Oxidation for Carbon Dioxide Reforming of Methane

  • 정경수;조병율;이호인
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제20권1호
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    • pp.89-94
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    • 1999
  • Carbon dioxide reforming of methane on Ni/γ-Al2O3 catalyst was studied. A new 10 wt% Ni/γ-Al2O3 catalyst prepared by the liquid phase oxidation method (L10O) exhibited much higher activity as well as resistances to both sintering and coke formation during the reaction than the catalyst prepared by the conventional impregnation method (D10). The electrically strong attractive interaction between nickel and support during the liquid phase oxidation process and the resultant high nickel dispersion made the L10 have superior activity and stability to the D10. To elucidate the results, the experiments with nickel catalysts on the other supports as well as 7-AI203 were performed. The effect of sodium as a promoter was also studied.

갯벌의 무척추 동물 서식굴 내 메탄산화 평가 (Assessment of CH4 oxidation in macroinvertebrate burrows of tidal flats)

  • 강정원;권개경;우한준;최재웅
    • 한국습지학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.95-101
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    • 2019
  • 식생이 없는 갯벌에서 메탄($CH_4$) 플럭스는 배출과 흡수 양상을 보인다. 특히 메탄영양세균 개체군은 메탄 흡수에 상당한 영향을 준다. 본 예비연구는 거대 무척추 동물의 서식활동(bioturbation) 영향을 이해하기 위해 원형 밀폐 챔버 방법을 사용하여 갯벌에서 메탄 플럭스를 조사하였다. 챔버는 십각목(decapoda)의 mud shrimp(Laomedia astacina)와 crab(Macrophthalmus japonicas) 서식굴에 약 2시간 동안 배치되었고, 메탄과 이산화탄소($CO_2$) 농도는 밀폐된 $CH_4/CO_2$ 확산 플럭스 관측 장비를 사용하여 지속적으로 모니터링 되었다. 서식굴 길이가 긴 Laomedia astacina 위치에서는 깊은 퇴적층의 메탄 방출 때문에 상대적인 높은 수준의 메탄 발생을 일으킨 것으로 나타났다. 또한, 서식굴 퇴적물에서 발견되는 메탄영양세균 개체군은 메탄 산화(oxidation) 잠재력을 나타냈다. 특히 서식굴 내 아질산염 관련 혐기성 산화(anaerobic oxidation of methane, AOM)가 확인되었다. 이러한 메탄 산화 발생은 챔버 실험 동안 이산화탄소의 탄소 안정동위원소비(${\delta}^{13}C$) 감소로 뒷받침되었다. 따라서 갯벌에서 무척추 동물의 서식활동은 대기 중 메탄 농도를 제어할 수 있는 중요한 생태계 환경으로 보인다.

천연가스 자동차용 삼원촉매의 $\lambda$-윈도우 영역 개선 (Improvement of $\lambda$--window Range of the Three-Way Catalyst for Natural Gas Vehicles)

  • 최병철;정필수
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.92-100
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    • 2000
  • The model gas reaction tests were carried out to investigate the purification characteristics of methane on the exclusive catalyst for NGV. The experiment was conducted with the factors which affect the conversion efficiency of methane, such as Redox ratio, coexistence components of CO, MO, $H_2$O, precious metals and additives. The catalyst loaded with larger amount of pd and with additive La showed lower light-off temperature. In the presence of CO and NO, the conversion efficiency of methane was varied according to the kind of additive loaded. The conversion efficiency of methane was dropped for the catalyst loaded with La under lean air-fuel ratio, while it increased for the one loaded with Ti+Zr for the same condition. It was shown that the water vapor inhibited methane from oxidation by its poisoning on the surface of catalyst.

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Hydrogen Production from Methane Reforming Reactions over Ni/MgO Catalyst

  • ;노현석;;전기원;박상언
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제22권12호
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    • pp.1323-1327
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    • 2001
  • The catalyst Ni/MgO (Ni : 15 wt%) has been applied to methane reforming reactions, such as steam reforming of methane (SRM), partial oxidation of methane (POM), and oxy-steam reforming of methane (OSRM). It showed high activity and good stability in all the reforming reactions. Especially, it exhibited stable catalytic performance even in stoichiometric SRM (H2O/CH4 = 1). From TPR and H2 pulse chemisorption results, a strong interaction between NiO and MgO results in a high dispersion of Ni crystallite. Pulse reaction results revealed that both CH4 and O2 are activated on the surface of metallic Ni over the catalyst, and then surface carbon species react with adsorbed oxygen to produce CO.

산소부화 압축착화기관을 이용한 메탄으로부터 수소 생산 (Hydrogen Gas Production from Methane Reforming Using Oxygen Enriched Compression Ignition Engine)

  • 임문섭;홍성인;홍명석;전영남
    • 한국대기환경학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.557-562
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    • 2007
  • The purpose of this paper is to investigate the reforming characteristics and maximum operating condition for the hydrogen production by methane reforming using the compression ignition engine induced partial oxidation. An dedicated compression engine used for methane reforming was decided operating range. The partial oxidation reforming was investigated with oxygen enrichment which can improve hydrogen production, compared to general reforming. Parametric screening studies were achieved as $O_2/CH_4$ ratio, total flow rate, and intake temperature. When the variations of $O_2/CH_4$ ratio, total flow rate, and intake temperature were 1.24, 208.4 L/min, and $400^{\circ}C$, respectively, the maximum operating conditions were produced hydrogen and carbon monoxide. Under the condition mentioned above, synthetic gas were $H_2\;22.77{\sim}29.22%,\;CO\;21.11{\sim}23.59%$.