페라이트를 이용한 물 분해를 통한 수소제조

초록

청정 에너지원인 H2 가스를 제조하기 위해, CuFe2O4와 NiFe2O4를 이용한 H2O 분해 반응에 대해 연구하였다. 공침법으로 제조된 각 페라이트를 CH4 가스로 환원시킨 후, 환원된 페라이트를 이용하여 H2O를 분해시켰다. 산화·환원 반응중 나타나는 현상을 TGA, XRD, Mass spectrometry 등을 이용하여 분석하였다. 페라이트와 CH4와의 환원반응에서 CuFe2O4는 NiFe2O4보다 약간 더 활성적으로 진행되었다. 그 결과 환원된 CuFe2O4에는 금속 Cu와 α-Fe, FeO의 혼합상이, 환원된 NiFe2O4는 금속 Ni과 FeO의 혼합상이 존재하였다. 환원된 페라이트를 이용한 H2O 분해반응에서, CuFe2O4는 NiFe2O4보다 높은 반응성을 나타내면서 H2를 생산하였다. 또한 H2O는 산소부족형 산화철(FeO1-δ, 0≤δ≤1)의 산화에 의해 분해되었으며, 페라이트 중의 Cu나 Ni은 금속 상태로 존재하면서 H2O 분해 반응에는 직접 참여하지 않는 것으로 관찰되었다.