| 1 |
1
다공성 지지체에 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막과 촉매층을 형성하여 수소분리막모듈을 준비하는 단계;하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 300∼900℃의 온도와 대기압 보다 높은 압력 상태로 만드는 단계;상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 촉매층, 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막 및 다공성 지지체를 포함하는 수소분리막모듈에 유입시키는 단계; 상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스가 상기 촉매층을 통과하면서 탄소(C)와 수소(H)로의 분해가 촉진되고, 상기 수소분리막을 통과하면서 상기 수소는 수소 이온 및 전자로 분해되며, 상기 수소 이온과 전자는 수소분리막을 통해 상기 다공성 지지체로 전달되며, 상기 수소 이온과 전자는 상기 다공성 지지체를 통과하면서 재결합되어 수소(H2) 가스로 배출되는 단계;상기 수소분리막모듈이 냉각되는 단계; 및상기 촉매층 표면에 위치하는 탄소(C)를 탈착하는 단계를 포함하며,상기 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,(a) 성막 챔버 내에 구비된 회동 가능한 홀더에 연동되게 다공성 지지체를 설치하는 단계;(b) 상기 성막 챔버 내부를 일정 압력으로 유지하는 단계;(c) 유량제어수단을 통해 운반가스를 원료 분말인 BaCexYM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x＜1임), SrCexYM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x＜1임), LaSrxM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x＜1임), BaCexM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소), BaZrxM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소), BaCexZryM1-x-yO3(여기서, x, y는 실수이고, 0＜x＜1이고, 0＜y＜1이며, 0＜x＋y＜1 이고, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소), SrCexM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소) 및 SrZrxM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소) 중에서 선택된 1종 이상의 페로브스카이트형 산화물 분말과, ZnO, NiO, CuO 및 CoO 중에서 선택된 1종 이상의 산화물 분말이 놓인 공간으로 공급하여 상기 원료 분말을 에어로졸화하는 단계; (d) 형성된 에어로졸을 압력차에 의해 성막 챔버 내의 노즐로 공급하는 단계; (e) 상기 노즐의 분사구와 성막하려는 다공성 지지체 사이의 거리가 2∼20㎜ 범위로 일정하게 유지되게 하면서 상기 다공성 지지체를 향해 에어로졸이 분사되게 하여 상기 다공성 지지체에 분사된 에어로졸이 충격에 의하여 분쇄되면서 성막되어 혼합 전도성을 갖는 수소분리막을 형성하는 단계; 및(f) 상기 수소분리막의 입자간 결합을 강화하여 기계적 강도를 개선하기 위하여 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 (e) 단계는, 상기 노즐에서 에어로졸이 분사되면서 상기 홀더 또는 상기 노즐이 상기 다공성 지지체의 길이 방향으로 직선 이동되게 하여 상기 다공성 지지체의 길이 방향을 따라 순차적으로 성막이 이루어지게 하고, 상기 다공성 지지체의 길이 방향을 따라 목표 두께의 성막이 이루어지면 상기 다공성 지지체가 길이 방향을 축으로 회전되게 하고, 상기 노즐에서 다시 에어로졸이 분사되면서 상기 홀더 또는 상기 노즐이 상기 다공성 지지체의 길이 방향으로 직선 이동되게 하여 성막된 부분과 인접한 상기 다공성 지지체의 영역에 대하여 순차적으로 성막이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 탄소를 분리하는 방법
|
| 2 |
2
다공성 지지체에 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막과 촉매층을 형성하여 수소분리막모듈을 준비하는 단계;하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 300∼900℃의 온도와 대기압 보다 높은 압력 상태로 만드는 단계;상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 촉매층, 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막 및 다공성 지지체를 포함하는 수소분리막모듈에 유입시키는 단계; 상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스가 상기 촉매층을 통과하면서 탄소(C)와 수소(H)로의 분해가 촉진되고, 상기 수소분리막을 통과하면서 상기 수소는 수소 이온 및 전자로 분해되며, 상기 수소 이온과 전자는 수소분리막을 통해 상기 다공성 지지체로 전달되며, 상기 수소 이온과 전자는 상기 다공성 지지체를 통과하면서 재결합되어 수소(H2) 가스로 배출되는 단계;상기 수소분리막모듈이 냉각되는 단계; 및상기 촉매층 표면에 위치하는 탄소(C)를 탈착하는 단계를 포함하며,상기 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,(a) 성막 챔버 내에 구비된 회동 가능한 홀더에 연동되게 다공성 지지체를 설치하는 단계;(b) 상기 성막 챔버 내부를 일정 압력으로 유지하는 단계;(c) 유량제어수단을 통해 운반가스를 원료 분말인 BaCexYM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x＜1임), SrCexYM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x＜1임), LaSrxM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x＜1임), BaCexM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소), BaZrxM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소), BaCexZryM1-x-yO3(여기서, x, y는 실수이고, 0＜x＜1이고, 0＜y＜1이며, 0＜x＋y＜1 이고, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소), SrCexM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소) 및 SrZrxM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소) 중에서 선택된 1종 이상의 페로브스카이트형 산화물 분말과, ZnO, NiO, CuO 및 CoO 중에서 선택된 1종 이상의 산화물 분말이 놓인 공간으로 공급하여 상기 원료 분말을 에어로졸화하는 단계; (d) 형성된 에어로졸을 압력차에 의해 성막 챔버 내의 노즐로 공급하는 단계; (e) 상기 노즐의 분사구와 성막하려는 다공성 지지체 사이의 거리가 2∼20㎜ 범위로 일정하게 유지되게 하면서 상기 다공성 지지체를 향해 에어로졸이 분사되게 하여 상기 다공성 지지체에 분사된 에어로졸이 충격에 의하여 분쇄되면서 성막되어 혼합 전도성을 갖는 수소분리막을 형성하는 단계; 및(f) 상기 수소분리막의 입자간 결합을 강화하여 기계적 강도를 개선하기 위하여 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 (e) 단계는, 상기 노즐에서 에어로졸이 분사되면서 상기 다공성 지지체가 길이 방향을 축으로 회전되게 하여 상기 다공성 지지체의 원주면을 따라 순차적으로 성막이 이루어지게 하고, 상기 다공성 지지체의 원주면을 따라 목표 두께의 성막이 이루어지면 상기 홀더 또는 상기 노즐이 상기 다공성 지지체의 길이 방향으로 직선 이동되게 하고, 상기 노즐에서 다시 에어로졸이 분사되면서 상기 다공성 지지체가 길이 방향을 축으로 회전되게 하여 성막된 부분과 인접한 상기 다공성 지지체의 영역에 대하여 상기 다공성 지지체의 원주면을 따라 성막이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 탄소를 분리하는 방법
|
| 3 |
3
다공성 지지체에 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막과 촉매층을 형성하여 수소분리막모듈을 준비하는 단계;하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 300∼900℃의 온도와 대기압 보다 높은 압력 상태로 만드는 단계;상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스를 촉매층, 수소 이온 전도성을 갖는 수소분리막 및 다공성 지지체를 포함하는 수소분리막모듈에 유입시키는 단계; 상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스가 상기 촉매층을 통과하면서 탄소(C)와 수소(H)로의 분해가 촉진되고, 상기 수소분리막을 통과하면서 상기 수소는 수소 이온 및 전자로 분해되며, 상기 수소 이온과 전자는 수소분리막을 통해 상기 다공성 지지체로 전달되며, 상기 수소 이온과 전자는 상기 다공성 지지체를 통과하면서 재결합되어 수소(H2) 가스로 배출되는 단계;상기 수소분리막모듈이 냉각되는 단계; 및상기 촉매층 표면에 위치하는 탄소(C)를 탈착하는 단계를 포함하며,상기 수소분리막모듈을 준비하는 단계는,(a) 성막 챔버 내에 구비된 회동 가능한 홀더에 연동되게 다공성 지지체를 설치하는 단계;(b) 상기 성막 챔버 내부를 일정 압력으로 유지하는 단계;(c) 유량제어수단을 통해 운반가스를 원료 분말인 BaCexYM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x＜1임), SrCexYM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x＜1임), LaSrxM1-xO3(여기서, M은 La, Y, Yb, Ga, Gd, In 또는 Ge이고, x는 실수이고 0≤x＜1임), BaCexM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소), BaZrxM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소), BaCexZryM1-x-yO3(여기서, x, y는 실수이고, 0＜x＜1이고, 0＜y＜1이며, 0＜x＋y＜1 이고, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소), SrCexM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소) 및 SrZrxM1-xO3(여기서, x는 실수이고, 0＜x＜1이며, M은 Y, La, Er, Eu 및 Gd 중에서 선택된 1종 이상의 희토류 원소) 중에서 선택된 1종 이상의 페로브스카이트형 산화물 분말과, ZnO, NiO, CuO 및 CoO 중에서 선택된 1종 이상의 산화물 분말이 놓인 공간으로 공급하여 상기 원료 분말을 에어로졸화하는 단계; (d) 형성된 에어로졸을 압력차에 의해 성막 챔버 내의 노즐로 공급하는 단계; (e) 상기 노즐의 분사구와 성막하려는 다공성 지지체 사이의 거리가 2∼20㎜ 범위로 일정하게 유지되게 하면서 상기 다공성 지지체를 향해 에어로졸이 분사되게 하여 상기 다공성 지지체에 분사된 에어로졸이 충격에 의하여 분쇄되면서 성막되어 혼합 전도성을 갖는 수소분리막을 형성하는 단계; 및(f) 상기 수소분리막의 입자간 결합을 강화하여 기계적 강도를 개선하기 위하여 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 (e) 단계는, 상기 노즐에서 에어로졸이 분사되면서 상기 다공성 지지체가 길이 방향을 축으로 회전되게 하고 상기 홀더 또는 상기 노즐이 상기 다공성 지지체의 길이 방향으로 직선 이동되게 하여 상기 다공성 지지체의 원주면과 길이 방향을 따라 동시에 성막이 이루어지게 하고, 상기 홀더 또는 상기 노즐의 직선 방향 이동이 한계에 도달하면 이동한 방향과 반대 방향으로 이동되게 하면서 상기 다공성 지지체가 길이 방향을 축으로 회전되게 하여 성막이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 탄소를 분리하는 방법
|
| 4 |
4
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 하이드로카본(CxHy)(여기서, x는 1과 같거나 큰 실수이고, y는 2와 같거나 큰 실수)계 가스는 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 및 부탄(C4H10) 중에서 선택된 1종 이상의 가스인 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 탄소를 분리하는 방법
|
| 5 |
5
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 대기압 보다 높은 압력은 800∼10,000 torr 범위의 압력인 것을 특징으로 하는 하이드로카본계 가스로부터 탄소를 분리하는 방법
|
