초음파 조사로 제조된 페라이트 분말을 이용한 CO2 분해

초록

지구온난화의 주요 원인인 CO2 가스를 분해하기 위하여 금속산화물 중 산화·환원반응이 우수한 페라이트를 이용하는 연구가 활발히 진행되어지고 있다. 최근까지 보고된 페라이트를 이용한 CO2 분해 반응에서 (Ni0.5Cu0.5)Fe2O4 조성이 우수한 산화·환원반응 특성을 가지고 있음이 보고되었다. 본 연구에서는 페라이트를 이용한 CO2 분해 반응을 활성화시키기 위하여 공침법으로 제조된 슬러리에 초음파를 조사하여 (Ni0.5Cu0.5)Fe2O4 조성의 페라이트 미분말을 제조한 후, CO2 분해 반응 특성을 관찰하였다. 5% H2/Ar을 이용한 (Ni0.5Cu0.5)Fe2O4의 환원반응은 약 200℃의 매우 낮은 온도에서부터 시작되었으며, 770℃까지 꾸준하게 진행되었다. 800℃까지의 환원반응에서 (Ni0.5Cu0.5)Fe2O4는 전체무게의 약 24wt%정도가 감소하였다. 환원된 페라이트를 이용한 CO2분해 반응은 400℃부터 서서히 무게가 증가하다가 530℃이상부터 급격하게 무게가 증가하여 800℃까지 16wt%의 CO2를 분해하였다. 이 결과를 통하여 일반적인 공침법으로 제조된 (Ni0.5Cu0.5)Fe2O4 보다 초음파 조사에 의해 제조된 (Ni0.5Cu0.5)Fe2O4가 산화·환원 반응에서 더 우수한 특성을 가지고 있음이 관찰되었다.