In this study, experimental approach was conducted in the improvement of the decomposition rate by designing the catalyst in the thermal decomposition of carbon dioxide (CO2) using a catalyst and in the hydrolysis of perfluorinated compounds (PFC), the correlation between gas concentration and spatial velocity, which are the main operating conditions of the decomposition system, was investigated, and a predictive formula was derived to determine the initial operating conditions. In the decomposition of CO2, the basicity and oxygen vacancy of the impregnated catalyst surface were optimized by adjusting the basic metal oxide ratio. The adsorption property of carbon dioxide on the surface of the catalyst was improved through the conditions adjusted as described above, and as a result, the decomposition rate of carbon dioxide was improved. In PFC hydrolysis, the operating temperature (700~800 ℃), spatial velocity (500~8000 h-1) and gas concentration (500~30,000 ppm) were adjusted to confirm the inverse relationship between gas concentration and spatial velocity in PFC hydrolysis using catalysts. In this study, experimental approach was conducted from greenhouse gas decomposition using a catalyst, proceeded with research on improving the greenhouse gas decomposition rate by adjusting the basicity of the catalyst surface, and theoretically determined the operating conditions of the system with the required decomposition rate. An objective index that can quantitatively compare the efficiency of the method and the resolution of the catalyst is presented.
본 연구에서는 촉매의 설계를 통하여 실험적으로 촉매를 이용한 이산화탄소(CO2)의 분해율 향상에 관한 연구와 과불화화합물(PFC)의 열분해에서 기체농도와 공간속도의 상관관계를 통하여 작동 조건을 예측할 수 있는 산식을 이론적으로 도출하고자 하였다. CO2의 분해에서는 염기성 금속산화물 비율을 조절하여 함침 촉매 표면의 염기성 및 산소 공공 농도를 조절하였다. 위와 같이 조정된 조건을 통해 촉매 표면에 있는 이산화탄소의 흡착 특성이 개선되었고, 그 결과 이산화탄소의 분해율 및 메탄 생성량이 향상되었다. PFC 가수분해에서는 운전온도(700~800 ℃), 공간속도(500~8000 h-1), 기체 농도(500~30,000 ppm)를 조정하여 촉매를 이용한 PFC 가수분해에서 기체농도와 공간속도의 반비례한 관계를 확인하였다. 우리는 촉매를 이용한 온실가스 분해에 관련하여 실험적으로 접근하여 촉매 표면의 염기성 조절을 통한 온실가스 분해율 개선 연구를 진행하였으며, 이론적으로는, 일정한 분해율을 가지는 시스템의 작동 조건을 예측할 방법과 촉매의 분해능을 객관적이고 정량적으로 비교할 수 있는 지표를 제시하였다.