수소 재결합장치(passive autocatalytic recombiner, PAR)는 원전 격납건물 내 수소에 의한 폭발을 방지하는 비전원 안전설비로, Pt 촉매에서 H2 + 1/2 O2 → H2O 반응으로 인한 발열을 이용하여 자연 대기 순환을 유발한다. 본 연구에서는 α-, θ-, γ 타입의 Al2O3 지지체에 0.5 wt% Pt를 담지한 상용 촉매의 발열 거동과 H2 저감 효율을 비교하였다. 동일한 조건에서 세 지지체의 발열량(ΔT)은 유사하였으나, 수소 전환율은 α (97.65%), γ (96.08%), θ (91.50%)로, α-Al2O3가 수소 제거를 위한 상대적으로 우수한 지지체임을 확인하였다. ΔT는 H2 공급량에 선형적으로 비례하였으며, 압력 변화에는 큰 영향을 받지 않았다. 상대습도 영향 평가에서는 0–60% RH 범위에서 ΔT 감소가 약 7 K로 제한적이었으나, 80% RH에서는 약 23 K의 추가 감소와 발열 지연이 관찰되었다. 추가적으로 알루미나계 평면형 지지체인 APA-Pt 모듈은 동일 Pt 담지량 기준에서 충진층 기준 시료 대비 높은 ΔT를 보여 저압손실형 PAR 모듈 형상으로의 적용 가능성을 보였다.

Passive autocatalytic recombiners (PARs) are passive safety devices that prevent hydrogen explosions in nuclear containment buildings by inducing natural air circulation through the heat generated by H2 +1/2O2 → H2O over Pt catalysts. In this study, commercial 0.5 wt% Pt catalysts supported on α-, θ-, and γ-Al2O3 were compared in terms of heat-generation behavior and H2 mitigation efficiency. Although the three supports showed similar ΔT under identical conditions, H2 conversion followed the order α-Al2O3 (97.65%) > γ-Al2O3 (96.08%) > θ-Al2O3 (91.50%), indicating that α-Al2O3 is a relatively superior support. ΔT increased linearly with H2 supply and was weakly affected by pressure. Relative humidity up to 60

Passive autocatalytic recombiner Hydrogen recombination Pt/Al2O3 Heat generation Containment safety