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화학산업에서 두 가지 중요한 합성 반응은 암모니아의 합성과 Fischer-Tropsch공정을 통한 액체 연료 합성이다. 산업에서는 암모니아 합성을 위한 기체는 수소/질소=3, 액체 연료 합성에서는 수소/일산화탄소=2이다. 암모니아의 경우 전체 합성 공정에서 가스 합성에만 에너지의 84%가 소모되며 많은 이산화탄소를 방출하게 된다. 촉매분야의 국가 중점 연구실의 YANG Weishen교수 연구팀은 암모니아 합성 가스와 액체 연료 합성 가스를 동시에 수행하는 이온-전자 전도막반응기를 개발하여 실험적으로 증명하였다. 이 연구결과는 화학계의 높은 권위를 가진 독일 잡지 Angew. Chem. Int. Ed. ( DOI: 10.1002/anie.201602207 )에 발표되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 연구자들은 하나의 이온성-전기 전도 막 반응기에서 동시에 암모니아 합성 기체와 액체 연료 합성 기체를 생산하는 것을 제안하였고 실험적으로 증명하였다. 18.8 mL cm-2 min-1 속도로 암모니아 합성 기체가,45.6 mL cm-2 min-1 의 속도로 액체 연료 합성 기체가 생산되었다.만약 연산 0.3백만톤의 암모니아와 백만톤의 액체 연료를 생산하는 경우,막 반응기를 사용할 경우 막 면적이 7500m2가 필요하며 막 반응기의 체적으로 환산하면 75m3가 소요된다. |
