폐기물·바이오매스 열화학적 전환을 통한 재생에너지 및 수소 생산

Thermochemical Waste-to-Energy Conversion for Renewable Energy and Hydrogen

연구 내용

바이오매스·폐플라스틱·하수슬러지·e-waste 등 고형 유기자원을 열분해·가스화·촉매 개질로 전환해 연료와 수소를 생산하는 연구

본 연구는 바이오매스와 폐자원으로부터 열화학적 전환 경로를 구축하고, 촉매와 공정 조건을 결합해 생성물 분포를 제어하는 데 중점을 둡니다. 열분해 기반으로 생성되는 열분해유 및 고형 잔사에 대해 촉매 급속열분해, 촉매 개질, 응축·분리 등을 적용하여 방향족 및 항공유 분획으로의 전환을 유도합니다. 또한 폐플라스틱 왁스, 하수슬러지와 같은 고질 폐기물에 대해 Ni 기반 촉매 및 고체 부산물 유래 지지체를 활용하여 가스화 반응에서 수소 생성 효율을 높이는 방향으로 연구를 수행합니다. 전환 과정에서 촉매 설계와 반응 공정의 연계를 통해 자원 순환형 연료 제조 기술을 확보하는 차별성을 보유합니다.

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9건

연구 흐름

초기에는 나무 열분해오일의 응축·분리와 촉매 급속열분해유 개질을 통해 C5-C18 범위 분획과 방향족 생성 가능성을 검토하는 연구를 수행했습니다. 이후 1 ton/day 규모의 폐플라스틱 연속식 열분해 공정 기술로 확장하여 촉매 적용과 왁스 제거 등 공정 변수를 연계해 재현성 있는 전환을 목표로 했습니다. 그 다음 단계에서는 고형 유기성폐기물과 바이오가스로부터 동시촉매 급속열분해 기반 반응을 통해 알킬단환방향족 화합물 생산을 집중했습니다. 최근에는 유무기 고형폐기물로 제조된 촉매를 활용한 촉매 열화학적 폐기물 전환과, 암모니아/탄소자원 통합형 재생에너지 시스템 및 슬러지 수소화로 연구 범위를 확장하고 있습니다.

활용 가능성

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

수소 연료 제조 공정
폐플라스틱 열분해 연료 고도화
하수슬러지 수소화 전환
e-waste 탈브롬화 오일 업그레이딩
동시촉매 기반 방향족 생산
연속식 열분해 공정 스케일업
응축·분리 기반 분획 정제
고체 부산물 유래 지지체 활용
제로 웨이스트 촉매 전환
자원순환형 재생에너지 시스템