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Ongoing Project
오프가스의 C1화학종 고농도화를 통한 락톤 및 유기산 생산 기술 개발
상세 설명
이 연구는 산업 공정에서 배출되는 오프가스 내 C1 계열 가스(CO, CO₂ 등)를 고부가가치 화합물로 전환하기 위한 융복합 기술과 이를 산업 규모로 확장 가능한 기반 기술을 개발하는 것을 목표로 한다. 구체적으로는 산화/환원 전위 기반 전기화학 촉매 시스템을 통해 오프가스와 CO₂를 선택적으로 전환하고, 고효율 반응기 설계와 공정 최적화를 통해 생산성과 선택도를 극대화하는 기술을 개발하였다. 이산화탄소 흡착을 위한 다공성 코아세르베이트 복합체 합성과 더불어 유기산 및 알코올 합성을 위한 촉매 개발, 촉매 분석법, 저온 플라즈마 기반 반응기 기술 등 다양한 고도화 기술이 통합적으로 연구되었다. 또한 저온 저압 조건에서도 활성화가 가능한 카보닐화 촉매, 락톤 생성 촉매, 루이스산 촉매 기술 등이 포함되어 전체 공정의 에너지 효율성을 높였다. 이 기술은 CO를 생분해성 고분자의 원료인 락톤으로 전환할 수 있어, 이를 활용한 아크릴산 및 숙신산 유도체 생산과 폴리에스터 계열 친환경 고분자 제조로 이어질 수 있다. 더불어, 다양한 혼합가스를 동시에 변환 가능한 전기·생물 융복합 기술은 프로필렌 옥사이드 기반의 MMA 생산, THF와 푸란 기반의 카보닐화 반응 등으로 확장될 수 있으며, 이는 국가 소재·화학산업의 경쟁력 강화를 도모한다. 폐플라스틱 열분해 후 발생하는 CO, H₂, light olefin을 다시 자원화하는 순환형 소재화 전략 또한 가능해진다. 산업적으로는 철강, 정유, 석유화학 등에서 배출되는 부생가스를 고부가가치 화합물로 전환함으로써 탄소 배출 저감과 함께 탄소배출권 거래 등에서 경제적 이득도 창출할 수 있으며, 이러한 기술은 탄소중립 및 지속가능한 화학공정 전환에 필수적인 혁신기술로 평가받는다.
기관명
중앙대학교
키워드
오프가스고농도화카보닐화 락톤 생성 촉매저온 플라즈마전기/생물 융복합
프로젝트 기간
2024년 6월 - 2024년 11월