α-Al2O3 지지체를 이용한 Pd-Ag-Cu 수소 분리막의 제조 및 기체투과 성능 (Preparation and Gas Permeation Performance of Pd-Ag-Cu Hydrogen Separation Membrane Using α-Al2O3 Support)

서지정보

· 발행기관 : 한국막학회
· 수록지 정보 : 멤브레인 / 34권 / 1호 / 50 ~ 57페이지
· 저자명 : 박정훈, 한성우, 신민창, 장학룡, 황재연, 고민영, 김시은, 정창훈

초록

실험에서는 α-Al2O3 지지체에 무전해도금을 이용하여 Pd-Ag-Cu 분리막을 제조하였다. Pd, Ag, Cu는 각각 무전해도금을 통해 지지체 표면에 코팅하였고, 합금의 형성을 위해 무전해도금 중간에 H2, 500°C의 조건에서 18 h 동안 열처리를 진행하였다. 이를 통해 제조된 Pd-Ag-Cu 분리막은 SEM을 통해 표면을 관찰하였으며, Pd 분리막의 두께는 7.82 μm,Pd-Ag-Cu 분리막의 두께는 3.54 μm로 측정되었다. EDS와 XRD 분석을 통해 Pd-Ag-Cu 합금이 Pd-78%, Ag-8.81%,Cu-13.19%의 조성으로 형성된 것을 확인하였다. 기체투과 실험은 H2 단일가스와 H2/N2 혼합가스에서 실험을 진행하였다. H2단일가스에서 측정한 수소 분리막의 최대 H2 flux는 Pd 분리막의 경우 450°C, 4 bar에서 74.16 ml/cm2·min이고, Pd-Ag-Cu분리막의 경우 450°C, 4 bar에서 113.64 ml/cm2·min인 것을 확인하였고, H2/N2 혼합가스에서 측정한 separation factor의 경우450°C, 4 bar에서 각각 2437, 11032의 separation factor가 측정되었다.

영어초록

In this experiment, Pd-Ag-Cu membrane was manufactured using electroless plating on an α-Al2O3 support.
Pd, Ag and Cu were each coated on the surface of the support through electroless plating and heat treatment was performedfor 18 h at 500°C in H2 in the middle of electroless plating to form Pd alloy. The surface of the Pd-Ag-Cu membrane wasobserved through Scanning Electron Microscopy (SEM), and the thickness of the Pd membrane was measured to be 7.82μm and the thickness of the Pd-Ag-Cu membrane was measured to be 3.54 μm. Energy dispersive X-ray spectroscopy andX-ray diffraction analysis confirmed the formation of a Pd-Ag-Cu alloy with a composition of Pd-78wt%, Ag-8.81wt% andCu-13.19wt%. The gas permeation experiment was conducted under the conditions of 350~450°C and 1~4 bar in H2 singlegas and H2/N2 mixed gas. The maximum H2 flux of the hydrogen separation membrane measured in H2 single gas is 74.16ml/cm2·min at 450°C and 4 bar for the Pd membrane and 113.64 ml/cm2·min at 450°C and 4 bar for the Pd-Ag-Cumembrane. In the case of the separation factor measured in H2/N2 mixed gas, separation factors of 2437 and 11032 weremeasured at 450°C and 4 bar.

참고자료

· 없음