다수의 연구자들이 수소(H 2 ) 생산 효율을 향상시키고 메탄(CH 4 ) 열분해 과정에서 귀금속 촉매를 대체하기 위해 다양한 촉매와 합성 방법을 제안해 왔다. 특히 니켈(Ni)을 포함하는 나노복합체는 높은 활성으로 인해 열분해 성능이 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 삼중 열 플라즈마 시스템을 사용하여 Ni 나노복합체, 즉 Ni-코발트(Ni-Co) 및 Ni 도금 탄소나노튜브(Ni-CNT)를 합성하였다. 이어서 CH 4 열분해 시스템을 통해 합성된 Ni 나노복합체의 촉매 성능을 평가하였다. 에너지 분산형 X선 분광(Energy-dispersive X-ray spectroscopy) 매핑을 포함한 전계방출 주사전자현미경(field-emission scanning electron microscopy) 분석 결과, 열 플라즈마 시스템을 통해 Ni-Co와 Ni-CNT가 성공적으로 합성됨을 확인하였다. 합성된 Ni 복합체를 사용한 CH 4 열분해 결과, 입자 표면에서 형성된 얇은 산소층(oxygen layer) 때문에 Ni-Co와 Ni-CNT는 각각 29.3% 및 45.7%의 더 낮은 CH 4 전환율을 보였으며, 이는 순수 Ni의 45.8%보다 낮은 값이다. 한편 Ni 나노복합체는 H 2 선택성 측면에서 순수 Ni보다 더 효율적인 성능을 나타냈다. 특히 Ni-Co는 Ni-CNT에 비해 표면적이 더 작기 때문에 약 45%의 더 높은 H 2 선택성을 보였다. 본 연구는 CH 4 열분해를 위한 삼중 열 플라즈마를 이용하여 Ni 나노복합체를 합성할 가능성을 보여준다.

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