Methane Conversion Rate Properties of the La1-xSrxTi1-yFeyO3-δ Perovskite type Membrane

초록

천연가스의 주성분인 메탄은 화학공정을 통하여 고부가가치이면서 운송이 용이한 화학물질로 전환 시킬 수 있어 많은 연구가 행해지고 있다. 혼합전도성 (Mixed ionic and electronic conducting) 산화물은 메탄의 부분산화반응에 필요한 산소를 공급하는 장치로 사용될 수 있다. 치밀한 혼합전도성 세라믹 멤브레인을 이용할 경우 산소분리공정과 합성가스 생성반응이 동시에 일어나게 되므로, 별도의 공기분리 장치 없이 경제적으로 합성가스(H2+CO)를 생산할 수 있게 된다. 지금까지 알려진 세라믹 멤브레인의 재료로는 페롭스카이트형 산화물이 가장 높은 이온 전도도를 갖는다고 알려져 있다. SrTiO3 페롭스카이트의 A-자리에 La를 또는 B-자리에 Fe 금속이온을 치환하여 La1-xSrxTi1-yFeyO3-δ를 고상반응법을 이용하여 합성하였다. 각 조성의 혼합전도성 멤브레인을 이용하여 온도에 따른 산소투과 특성 및 메탄전환효율에 대하여 알아보았다. X-ray Diffraction(XRD)를 이용하여 합성된 분말의 결정 특성을 알아보았으며, 미세구조는 주사전자현미경을 이용한 이미지 분석을 통하여 관찰하였다. 또한 전기 전도 특성을 알아보기 위하여 Impedance analyzer 으로 4 단자법으로 측정하였으며, 수직튜브로를 이용하여 자체 제작한 산소투과측정 set와 Micro-gas chromatography(Micro GC) 를 이용하여 실제 산소투과 능력을 평가하였다.