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[고려대학교] 이산화탄소 흡수제 및 그 제조 방법

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

이산화탄소 흡수제 및 그 제조 방법

보유기관 및 연구자 : 고려대학교 산학협력단/강용태 교수

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: ○ 가스화 복합발전공정에서 이산화탄소를 제거하기 위한 이산화탄소 포집용 흡수제 및 제조방법에 관한 것으로, 탄화수소 오일이 액적(액체방울) 형태인 것을 특징으로 함

연구의 필요성: ○ 기존의 공정은 과정이 복잡하며 고가이고, 대용량화가 어렵다는 단점이 있음
- 기존 나노 유체로 사용된 Al2O3, SiO2, Fe3O4 등의 고체 입자는 응집 현상이 일어나며, 침전된 입자는 관 내 부식을 일으킨다는 문제점이 있음
- 고체 입자는 입자의 표면에서만 이산화탄소의 흡수가 가능하므로 포집의 효율성을 극대화하기 어려움
- 냉동이 요구되지 않아 에너지 소모가 적으며, 응집 현상을 일으키지 않는 고효율 흡수제의 개발이 절실히 요구됨

기술 구현 내용: ○ 이산화탄소 흡수제의 제조방법
- 제1 용매에 탄화수소 오일을 넣어 1 용액 형성, 제2 용매에 계면활성제 혼합물을 넣어 제2 용액 형성, 제1 용액과 제2 용액을 혼합하는 단계를 포함
- 혼합한 용액의 액적을 쪼개는 단계를 포함
- 초음파 처리를 통해 액적을 쪼개며, 초음파 처리 시간 또는 주파수를 달리하여 액적의 크기 조절 가능

○ 이산화탄소 흡수제의 용매
- 용매 중에 분산된 탄화수소 오일 및 계면활성제 혼합물을 포함하며, 탄화수소 오일이 액적 형태임
- 이산화탄소 분리 순도가 90% 이상인 용매를 사용 가능함
- 용매로는 메탄올, N-메틸-2-피롤리돈, 다이메틸에테르폴리에틸렌 글리콜, 다이메틸 탄산, 다이에틸 탄산, 및 트라이아세틴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있음

<(좌)이산화탄소 흡수제의 제조방법 모식도, (우)이산화탄소 흡수제의 산란광측정 실험 과정 모식도>

시장동향: - 글로벌 기후변화 대응에 따라, IGCC 및 수소 에너지 등을 포함하는 신재생에너지, 에너지 효율화 시장은 2021년 2,397억 달러 규모로 전망됨
- 일부 국가에서는 신재생에너지를 중심으로 에너지 신산업을 통한 혁신이 가시화되기 시작함

<세계 에너지 신산업 시장 규모 및 전망>

특장점

차별성: ○ 포집의 효율성을 증대하는 효과가 있는 이산화탄소 흡수제
- 흡수제의 냉각수반과 재 분산이 불필요함
- 액적 형태로 응집 현상이 발생하지 않음
- 흡수제의 내부에서도 이산화탄소의 흡수가 가능함

기술 개발 효과: ○ 고효율의 이산화탄소 흡수제의 특징
- 응집 현상이 발생하지 않아 재 분산에 필요한 에너지 소모가 적으며 관 부식이 발생하지 않음
- 흡수제 표면만이 아닌 내부의 흡수 현상까지 가능하게 하는 고효율 이산화탄소 흡수제 제공이 가능함