목차

[표제지 등]=0,1,2

제출문=0,3,1

요약문=i,4,4

Summary=v,8,4

Contents=ix,12,2

목차=xi,14,2

그림목차=xiii,16,2

표목차=xv,18,1

제1장 서론=1,19,1

제1절 연구개발의 목적=1,19,4

제2절 연구개발의 필요성=4,22,1

1. 연구개발의 경제ㆍ사회ㆍ기술적 중요성=4,22,2

2. 경제ㆍ산업적 측면=5,23,2

3. 사회ㆍ문화적 측면=6,24,1

제2장 국내외 기술개발 현황=7,25,1

제1절 국내 기술 개발 동향=7,25,1

1. 촉매 소재 기술=7,25,2

2. 촉매연소 시스템 기술=8,26,2

제2절 선진국의 기술개발 동향=10,28,1

1. 촉매 소재 기술=10,28,3

2. 촉매연소 시스템 기술=12,30,3

제3장 촉매연소 방식의 직물코팅장치=15,33,2

제1절 촉매연소방식 직물코팅장치 제작 및 실험=16,34,1

1. 기존 직물코팅장치에 대한 분석=16,34,3

2. 촉매연소 방식 직물코팅장치=18,36,4

3. 촉매연소 방식 직물코팅장치를 이용한 코팅실험=21,39,8

제2절 촉매연소방식 직물코팅장치의 수정 제작=29,47,1

1. 촉매연소 방식 직물코팅장치의 문제점 분석=29,47,1

2. 촉매연소 방식 직물코팅장치의 수정 제작=30,48,5

제4장 Ni/Hexaaluminate 촉매의 합성 및 응용=35,53,1

제1절 촉매의 제조=35,53,1

1. 헥사알루미네이트의 제조=35,53,3

2. 니켈/La-헥사알루미네이트 촉매 제조=37,55,1

3. 반응실험=37,55,1

제2절 촉매의 특성분석=37,55,1

1. 비표면적 및 기공도 분석=37,55,2

2. Temperature Programmed Reduction (TPR)=38,56,2

제3절 촉매 반응 결과 및 표면특성분석=40,58,1

1. 반응 시간에 따른 촉매 활성 비교=40,58,1

2. 촉매 특성분석=40,58,7

제5장 마이크로 촉매반응기 제작 및 응용=47,65,1

제1절 마이크로 반응시스템=47,65,1

1. 마이크로 반응시스템의 개요=47,65,2

2. 제작 방법=48,66,3

3. 마이크로 반응기를 이용한 수소 생산 기술=50,68,5

제2절 마이크로 열교환 시스템의 수치해석=54,72,1

1. 실험결과 분석에 적용한 이론적 배경=54,72,2

2. 유동 해석을 위한 조건 및 가정=55,73,7

3. 결과 및 고찰=61,79,7

제3절 마이크로 열교환기 내 촉매 코팅=68,86,1

1. 촉매 담지 형태에 따른 마이크로 반응시스템의 개요=68,86,4

2. Washcoating 법을 이용한 촉매 코팅 결과 및 고찰=71,89,3

3. 전자빔 증착법을 이용한 촉매 지지체 코팅 결과 및 고찰=74,92,5

제4절 마이크로 반응기에서의 메탄의 개질 반응=79,97,1

1. 이산화탄소를 이용한 메탄의 개질 반응의 개요=79,97,6

2. 마이크로 열교환기에서의 촉매 연소=84,102,4

3. 마이크로 열교환기 내에서의 개질 반응=87,105,6

제6장 결론=93,111,4

제7장 참고문헌=97,115,2

서지정보양식=99,117,2

[그림 1-1] 촉매연소와 화염연소의 비교=3,21,1

[그림 3-1] 직물코팅장치에 설치된 촉매연소장치의 전체시스템 흐름도=20,38,1

[그림 3-2] 전기가열방식의 소형 촉매연소장치의 설계도=22,40,1

[그림 3-3] 소형 촉매연소장치에서 예열공기의 유량에 따른 촉매 층의 온도변화=24,42,1

[그림 3-4] 고정층 반응기에서 하니컴 촉매의 LPG 연소반응 특성=25,43,1

[그림 3-5] 예열과정에서 촉매연소장치의 부분별 온도 분포=27,45,1

[그림 3-6] 촉매연소 방식의 직물코팅장치 보완 전과 후 도면=31,49,1

[그림 3-7] 촉매연소 열교환기 설치 전경=33,51,1

[그림 3-8] 수정 보완된 촉매연소 열교환기 설치 전경=33,51,1

[그림 4-1] Liquid Crystal Template를 이용한 La-헥사알루미네이트의 제조 공정=36,54,1

[그림 4-2] NiO/La-헥사알루미네이트 촉매의 H₂-TPR Spectra; (a) NiO (5 wt%) / La- 헥사알루미네이트, (b) NiO (10 wt%) / La- 헥사알루미네이트, (c) NiO (20 wt%) / La- 헥사알루미네이트=39,57,1

[그림 4-3] 메탄의 이산화탄소 개질반응에서 메탄의 전환율; (a) NiO (20 wt%) / Al₂O₃(b) Nio (20 wt%) / La-헥사알루미네이트, (c) NiO (20 wt%) / Al₂O₃(d) Nio (20 wt%) / La-헥사알루미네이트=41,59,1

[그림 4-4] 메탄의 이산화탄소 개질반응에서 이산화탄소의 전환율; (a) NiO (20 wt%) / Al₂O₃(b) Nio (20 wt%) / La-헥사알루미네이트, (c) NiO (10 wt%) / Al₂O₃(d) Nio (10 wt%) / La-헥사알루미네이트=42,60,1

[그림 4-5] 반응 후 수거된 촉매의 TGA 분석 결과; (a) NiO (20 wt%) / La-Hexaaluminate, (b) Nio (20 wt%) / Al₂O₃=44,62,1

[그림 4-6] 반응 후 수거된 촉매의 TPO 분석 결과; (a) NiO (20 wt%) / La-Hexaaluminate, (b) Nio (20 wt%) / Al₂O₃=46,64,1

[그림 5-1] 실험결과 분석에 사용된 공기의 온도에 따른 물성=57,75,3

[그림 5-2] 마이크로 채널의 열교환 해석을 위한 3차원 모델과 격자 구성=62,80,1

[그림 5-3] 마이크로 채널 금속판 사이의 열교환 해석을 위한 경계 조건=62,80,1

[그림 5-4] 대칭 조건 일 때의 마이크로 채널 내에서의 온도 분포=64,82,1

[그림 5-5] Reynolds Number에 따른 열전달 속도=65,83,1

[그림 5-6] Reynolds Number에 따른 열전달 계수=65,83,1

[그림 5-7] Reynolds Number에 따른 열효율=67,85,1

[그림 5-8] 실험값과 수치해석 결과 비교=67,85,1

[그림 5-9] Washcoabng에 의해 마이크로 채널에 형성된 Pd/γ-Al₂O₃ 촉매층=72,90,1

[그림 5-10] 촉매가 코팅된 마이크로 채널의 단면=72,90,1

[그림 5-11] 2회 반복된 Washcoating에 의해 마이크로 채널 내에 형성된 촉매층 단면=73,91,1

[그림 5-12] 마이크로 채널에 코팅된 촉매층의 표면 사진=73,91,1

[그림 5-13] 유체 유입부에 코팅된 촉매 층 단면=75,93,1

[그림 5-14] 전자빔 증착장비 (Electron Beam Evaporation System)=75,93,1

[그림 5-15] 0.5 μm 두께의 알루미늄이 코팅된 SUS 판의 열처리 온도에 따른 SEM 사진 (a) 열처리 전, (b) 400℃ 열처리 후, (c) 500℃ 열처리 후, (d) 600℃ 열처리 후=77,95,1

[그림 5-16] 2.0μm 두께의 알루미늄이 코팅된 SUS 판의 열처리 온도에 따른 SEM 사진 (a) 열처리 전, (b) 400℃ 열처리 후, (c) 500℃ 열처리 후, (d) 600℃ 열처리 후=78,96,1

[그림 5-14] 공기 유량에 따른 입구와 출구 온도 변화=85,103,1

[그림 5-15] 입구온도에 따른 메탄 전환율의 변화=86,104,1

[그림 5-16] 메탄 연소시 입구 온도에 따른 출구 온도의 변화 (삽입된 그림: 메탄 연소가 급격히 일어나는 온도 범위에서의 출구온도 변화)=86,104,1

[그림 5-17] 반응물의 예열을 이용한 메탄의 전환율 및 출구 온도의 변화=87,105,1

[그림 5-18] 마이크로 열교환기에 코팅된 Pt/γ-Al₂O₃촉매에서의 반응온도에 따른 메탄과 이산화탄소의 개질반응; (a) 메탄과 이산화탄소의 전환율, (b) 생성된 수소와 일산화탄소의 농도=89,107,1

[그림 5-19] 마이크로 열교환기에 코팅된 Ni/Hexaaluminate 촉매에서의 반응온도에 따른 메탄과 이산화탄소의 개질반응; (a) 메탄과 이산화탄소의 전환율, (b) 생성된 수소와 일산화탄소의 농도=90,108,1

[그림 5-20] 마이크로 열교환기에 코팅된 Pd/γ-Al₂O₃ 촉매에서의 메탄연소 반응=91,109,1

[그림 5-21] 촉매연소에 의해 마이크로 열교환기가 가열되었을 때, CH₄/CO₂ 비에 따른 개질 반응; (a) 메탄과 이산화탄소의 전환율, (b) 생성된 수소와 일산화탄소의 농도=92,110,1

(표 3-1) 촉매연소방식의 직물코팅장치의 조작 순서=28,46,1

(표 4-1) 니켈/La-헥사알루미네이트 촉매의 BET 표면적 및 기공부피=38,56,1

(표 4-2) 개질반응에 사용한 촉매들의 원소분석 (EA; Elemental Analysis) 결과=43,61,1

(표 5-1) 전자빔 증착법으로 알루미늄이 코팅된 SUS 판의 열처리 온도에 따른 BET 표면적=76,94,1

(표 5-2) 이산화탄소의 메탄 개질 반응을 위한 촉매 성능 비교=81,99,1