신재생에너지 시험 예상문제 (단국대)

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1. F - T 반응에 대해서 설명하시오

1923년 프란츠 휘셔와 한스 트롭슈에 의해 개발된 휘셔-트롭슈 반응은 2차세계대전 당시 독일이 석탄으로부터 액체연료를 생산하는데 이용한 기술이다. 이 기술로 독일은 비록 비용이 많이 들지만 신뢰할만한 디젤유를 국내에서 제조할 수 있었다. 그러나 비록 2차대전 이후에도 합성연료가 석탄으로부터 제조되어 오긴 했으나 휘셔-트롭슈 합성 다음 단계로 고비용을 요하는 세 번째 정제과정이 반드시 필요하였다.

합성가스로부터 promoted iron cobalt catalyst를 사용해서 주로 alkane을 합성하는 반응을 말한다. CO가 잘 분리되어야 oxygenates가 생기지 않고 주로 alkane이 생긴다.

현재 이산화탄소를 자원으로 활용하려는 연구 및 기술은 대부분 핵심물질인 촉매의 개발 및 반응의 특성을 이해하려는 목적의 연구수준으로 촉매활용기술을 보유한 회사는 아직 없지만, 촉매개발 현황은 국내의 연구기관에서 개발된 촉매들이 높은 이산화탄소 전환특성을 나타내어 세계적으로 그 기술의 우위를 차지하고 있다고 할 수 있다. 하지만, 공정기술로 발전시키기 위한 연구는 거의 추진되지 않은 상태이다. 단지 일본과 한국에서 이산화탄소의 수소화 기술을 이용하여 MeOH 또는 syn-fuel를 제조하기 위한 소규모 고정층 반응기를 설치하여 공정기술을 개발하고 있을 뿐이다. 따라서, 이산화탄소의 전환 반응의 실용화를 위한 상용장치의 연구가 필요로 하게 되었다. 실용화 반응장치 중 F-T(Fisher-Tropsch)상용 장치들에서 나타난 바와 같이 고정층 반응기의 경우보다 유동층이나 슬러리 반응기를 이용할 경우 생산성 및 고부가가치 생성물의 선택성을 높일 수 있는 것으로 알려져 있으며 또한, 장치의 투자, 운전비용이 고정층 반응기의 50% 수준으로 획기적인 비용 절감을 가져와 이산화탄소의 수소화 반응 기술 개발에 필수적인 기반연구일 것이다.

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