Kinetic control of clathrate hydrate formation via inhibitor/promoter design
연구 내용
하이드레이트 형성에 대한 억제제와 촉진제의 분자 수준 상호작용을 규명하고, 교반·교반비교 등 공정 조건과 혼합 거동을 함께 제어하여 CO2·CH4 포집/저장 성능을 향상하는 연구
클러스레이트 하이드레이트의 형성은 물-가스 상 분리와 물의 수소결합 네트워크 재배열, 그리고 가스의 계면 확산이 지배하는 양상으로 나타납니다. 연구실은 아미노산 기반 억제·촉진 물질과 이종 계면 거동을 갖는 촉진제(그래파이트, 황산계 계면활성제 조합, 회수·재사용 가능한 이온성 액체)를 선정하고, 교반/비교반 조건에서 반응 경로와 다공성/막 형성에 따른 질량전달 한계를 분석합니다. 이를 바탕으로 반응 개시 온도와 형성 속도, 가스 흡수량을 예측 가능한 방향으로 제어하는 데 집중합니다. 또한 고압 라만 분광을 활용해 in situ에서 구조 변화를 관찰합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
6편
관련 특허
0건
관련 프로젝트
1건
연구 흐름
초기에는 L-serine 등 친수성 아미노산을 활용하여 CO2 하이드레이트 형성 조건을 이동시키는 열역학·수소결합 기반 억제 메커니즘을 규명했습니다. 이후 2023년에는 친수성·소수성 차이가 교반 유무, 압력·온도 구배, 혼합 속도에 따라 동역학에 미치는 영향을 체계적으로 비교했습니다. 2024년에는 CH4 시스템에서 그래파이트 입자와 SDS 조합의 시너지 촉진을 통해 핵생성 장벽과 질량전달을 함께 낮추는 전략으로 확장했습니다. 최근에는 물 과포화 계에서 CH4 저장·수송 효율을 높이거나 자기·열 반응성을 갖는 이온성 액체 촉진제로 회수·재사용성을 고려한 성능 향상 연구를 수행했습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Facilitating clathrate hydrates with extremely rapid and high gas uptake for chemical-free carbon capture and methane storage
Natural Hydrophilic Amino Acids as Environment-Friendly Gas Hydrate Inhibitors for Carbon Capture and Sequestration
Promotion Effects of Hydrophobic Amino Acids on CO<sub>2</sub> Hydrate Formation Kinetics under Isochoric/Isobaric and Stirred/Nonstirred Conditions
Promoting CH<sub>4</sub> Hydrate Formation Kinetics by Utilizing Synergistic Promotion Effects of Graphite Particles with Sodium Dodecyl Sulfate
Boosting energy efficiency of CH4 storage and transport via clathrate hydrate formation in a water-oversaturated system at ambient temperature
Magnetic and thermo-responsive imidazolium-based ionic liquids as recoverable and reusable kinetic promoters for CH4 hydrate formation toward solidified natural gas storage
관련 프로젝트
구분
제목
클러스레이트 기반 CCUS 연구를 위한 in situ 시간 분해능 고압 라만 분광 시스템 구축