NaBH4가수분해반응에서 수소 수율에 관한 연구

Abstract

휴대용 고분자전해질 연료전지의 수소발생용으로써 <TEX>$NaBH_4$</TEX>는 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 <TEX>$NaBH_4$</TEX> 가수분해 반응의 수소 수율에 대해 연구하였다. <TEX>$NaBH_4$</TEX> 가수분해 반응의 수소 수율에 미치는 촉매 형태, 온도, <TEX>$NaBH_4$</TEX> 농도, NaOH 농도 등의 영향에 대해 실험하였다. 촉매는 Co-P/Cu, Co-B/Cu와 Co-P-B/Cu를 사용하였는데 이들 촉매 종류에 따라 <TEX>$NaBH_4$</TEX> 가수분해 반응의 수소 수율에 미치는 영향은 거의 없었다. <TEX>$60^{\circ}C$</TEX> 이하의 온도에서 <TEX>$NaBH_4$</TEX> 농도가 증가하면 부산물과 <TEX>$NaBH_4$</TEX>에 의해 겔이 형성되면서 가수분해 반응의 수소 수율이 감소였다. 겔 형성에 의해서 <TEX>$NaBH_4$</TEX> 가수분해 반응 속도와 수소 총 발생량이 감소하였다. 안정화제인 NaOH를 첨가하면 겔 형성을 촉진해 수소 수율을 감소시켰다. Sodium borohydride, <TEX>$NaBH_4$</TEX>, shows a number of advantages as hydrogen source for portable proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). The hydrogen yield of sodium borohydride hydrolysis reaction was studied. The effect of temperature, <TEX>$NaBH_4$</TEX> concentration, NaOH concentration and catalyst type on the hydrogen yield from <TEX>$NaBH_4$</TEX> hydrolysis reaction were measured. The catalysts of Co-P/Cu, Co-B/Cu and Co-P-B/Cu were used in this study and there was no different effect of these catalysts on the hydrogen yield from <TEX>$NaBH_4$</TEX>. Under the temperature of <TEX>$60^{\circ}C$</TEX>, the hydrogen yield decreased as <TEX>$NaBH_4$</TEX> concentration increased due to formation of gel with by-products and reactants. The gel formed during <TEX>$NaBH_4$</TEX> hydrolysis reaction diminished the hydrogen evolution rate and total volume of hydrogen. Addition of NaOH stabilizer enhanced the formation of gel and then decreased the hydrogen yield.