바이오차 유래 흡착·전환 기반 유해가스 저감 및 흡착기작 규명 연구

Biochar-derived adsorption and transformation mechanisms for hazardous gas mitigation

연구 내용

바이오차/하이드로차르 유래 pyrochar에서 NH3·H2S의 동시 제거 기작과 황 변환·니켈 흡착 특성을 규명하여 악취·오염물 저감을 설계하는 연구

유기성/부산물 유래 흡착제를 사용해 NH3와 H2S 등 복합 유해가스의 동시 저감 특성을 규명하는 연구를 수행합니다. 2단계 열처리로 제조한 pyrochar를 단일 조건 및 층상 배열로 적용하여, NH3와 H2S의 흡착 용량이 서로 다른 산·염기성 표면 특성과 연결됨을 분석합니다. 또한 XPS 분석을 통해 공동 흡착 시 표면 활성화와 황산염 전환 또는 황 무기화의 경로가 달라지는 메커니즘을 해석합니다. 별도의 연구에서는 seaweed-derived biochar에서 황의 화학종 변환을 추적하고, 그 변화가 니켈 흡착 거동에 미치는 영향을 피트니스 관점의 최적화 절차와 함께 평가합니다. 이를 통해 흡착 성능을 성분·열처리 조건·화학종 관점에서 설계할 수 있는 기반을 확보합니다.

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연구 흐름

초기에는 바이오차의 열처리 조건이 표면 화학종과 흡착 성능으로 이어지는 과정을 규명하는 방향으로 접근했습니다. 이후 seaweed-derived biochar에서 황의 intrinsic sulfur transformation을 화학종 기반으로 해석하고, 니켈 흡착과의 연계를 평가하는 연구가 진행되었습니다. 그 다음 단계에서는 NH3와 H2S의 동시 제거 문제로 확장하여, 산·염기성 특성이 서로 다른 pyrochar를 층상으로 배치하고 혼합가스 성능을 비교했습니다. 최근에는 공동 흡착에 의해 표면 반응이 달라지는 경로를 분석하고, 질소·황 기반 전환 반응을 XPS 기반으로 해석하는 연구 흐름을 이어가고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

복합 악취 저감 여과소재
NH3·H2S 동시 제거 공정
층상 흡착제 설계
바이오차 기반 흡착 성능 향상
표면 화학종 기반 최적화
황 전환 반응 활용
중금속 흡착제 스크리닝
축산 악취 제어
폐자원 기반 순환 흡착제 제조
오염물질 동시 처리 공정