<특허 요약>

본 발명은 수소분리용 탄소분자체 분리막, 이의 제조방법 및 이를 이용한 암모니아 분해 반응에 의한 수소 생산 방법에 관한 것으로, 상세하게, 본 발명에 따른 탄소분자체 분리막은 암모니아 분해에 의해 생성되어 적어도 질 소 및 수소를 함유하는 혼합가스로부터 수소를 선택적으로 분리하는 탄소분자체 분리막이며, 상기 탄소분자체 분 리막은 수소 투과도(permeance)/질소 투과도(permeance)의 비인 수소/질소 선택도가 90 이상이다. 

<기술개요>

○ 수소분리용 탄소분자체 분리막, 이의 제조방법 및 이를 이용한 암모니아 분해 반응에 의한 수소 생산 방법에 관한 기술

○ 대기중에 부유하고 있는 오염물질, 병원균 등에 대한 성분/농도를 감지하여 모니터링 할 수 있음  

<기술개발 배경>

○ 일반적으로 수소분리용 분리막의 소재로 사용되는 고분자막들은 화학적/열적 안정성이 떨어지고, 투과도와 선택도가 트레이드 오프(trade off) 관계를 가져 투과도와 선택도를 동시에 향상시키기 어려운 한계가 있음

○ 뛰어난 열적안정성 및 내화학성을 가지고 있는 무기막, 금속막이 수소기체분리에 있어 많은 주목을 받고 있으나 수소의 투과도와 선택도가 낮거나 고온이 요구되는 문제점이 있음

<기술내용 및 차별성>

○ 무기 지지체 기반임에 따라 열 안정성, 화학적 안정성 및 기계적 안정성이 우수함

○ 기공이 제어된 탄소층에 의해 500 GPU 이상의 높은 수소 투과도를 가지며 180을 넘어서는 우수한 수소/질소 선택도를 가짐

○ 수소와 질소 혼합 가스가 생성되는 암모니아 분해를 이용한 수소 생산의 수소 분리막으로 효과적으로 활용 가능

<비즈니스 아이디어>

○ 수소 연료 활용

○ 수소 연료 생산을 위한 수소 생산 시설

<시장동향>

○ 수소 생산 시스템의 세계 시장 규모는 2021년 기준 1,432억 달러로서 연간 10.5% 성장해 2027년 2,635억 달러로 성장할 전망

(출처 : 과학기술정보협의회, 2023)

○ 수소 생산 시스템의 국내 시장 규모는 2021년 229만 톤, 33억 달러에서 2027년 490만 톤, 84억 달러에 이를 전망이고 2022년 이후 연간 16.6%의 높은 성장세를 보일 것으로 예측

(출처 : 과학기술정보협의회, 2023)