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논문 상세정보

초록

지구온난화 방지를 위해 이산화탄소를 제거하는 다양한 방법 중 이산화탄소 포집 및 저장 기술이 가장 유망한 기술로 부각되고 있다. 이산화탄소 포집 및 저장기술이 상용화되기 위해서는 저가의 효율적인 흡수제 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 금속 나노입자를 이용하여 이산화탄소 흡수속도를 촉진하는 연구를 수행하였다. 코발트, 아연, 니켈의 세 가지 금속나노입자를 합성하였으며 나노입자 합성 방법 중 습식법과 건식법에 의한 영향을 비교 분석하였다. pH 변화를 이용한 이산화탄소 흡수 속도 측정 결과 습식법으로 제조한 니켈 금속나노입자가 가장 우수한 이산화탄소 흡수 속도 촉진효과를 보였다. 금속 나노입자를 이산화탄소 포집공정에 적용할 경우 흡수탑의 크기를 작게 하여 경제적인 공정 구현이 도움이 될 것으로 기대된다.

Abstract

With increasing concern about global warming, CCS (Carbon dioxide capture and storage) has attracted much attention as a promising technology for reducing $CO_2$ emission. It is necessary to develop the cost-effective absorbents materials in order to rapid commercialize CCS technologies. In this work, he study for the promotion of absorption rate in $CO_2$ capture system using metal nanoparticle were investigated. Three kinds of metal nanoparticle, cobalt, zinc, and nickel, were prepared by wet and dry method and effect of preparation method on the absorption rate of $CO_2$ were compared. Among the tested using pH method, nickel nanoparticle prepared by wet method showed the most significant improvement of $CO_2$ absorption rate. In case that metal nanoparticle is applied to CCS process, it is expected to be more efficient in $CO_2$ capture process due to reduce the size of absorption tower.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
IEA 에서 제시한 지구온난화 방지 기술
IEA 에서 제시한 지구온난화 방지 기술에는 무엇이 있는가?
효율 향상, 원자력 확충, 신재생에너지 보급, 이산화탄소 포집 및 저장

0℃ 이내를 유지하기 위해서는 상당한 감축노력이 필요하다고 주장하였다[2]. IEA 에서 제시한 지구온난화 방지 기술은 효율 향상, 원자력 확충, 신재생에너지 보급, 이산화탄소 포집 및 저장 (CCS :Carbon Dioxide Capture and Storage)기술 확대 적용과 같은 여러 기술이 제시되고 있으며 이중 CCS 기술이 12%로 가장 큰 기여를 할 것으로 예측하고 있다. CCS 기술은 흡착, 흡수, 막분리 등의 방법에 의해 이산화탄소를 분리 회수한 후 압축 저장하는 일련의 공정을 의미한다.

비용효과적인 이산화탄소 포집 물질 개발
비용효과적인 이산화탄소 포집 물질 개발에 많은 연구를 진행 중인 이유는?
CCS 설치 및 운영비용에 절대적인 영향을 미치는 인자는 이산화탄소 포집과 이산화탄소를 포집한 물질의 재생에 소요되는 에너지인 것으로 보고되고 있다

이러한 CCS 기술의 상용화에 가장 큰 걸림돌은 경제성과 대규모 실증 공정 설치 및 운영 부족을 들 수 있다. CCS 설치 및 운영비용에 절대적인 영향을 미치는 인자는 이산화탄소 포집과 이산화탄소를 포집한 물질의 재생에 소요되는 에너지인 것으로 보고되고 있다. 따라서 비용효과적인 이산화탄소 포집 물질 개발에 선진 연구기관을 중심으로 많은 연구개발이 진행 중이다.

CCS 기술
CCS 기술의 의미는 무엇인가?
흡착, 흡수, 막분리 등의 방법에 의해 이산화탄소를 분리 회수한 후 압축 저장하는 일련의 공정을 의미

IEA 에서 제시한 지구온난화 방지 기술은 효율 향상, 원자력 확충, 신재생에너지 보급, 이산화탄소 포집 및 저장 (CCS :Carbon Dioxide Capture and Storage)기술 확대 적용과 같은 여러 기술이 제시되고 있으며 이중 CCS 기술이 12%로 가장 큰 기여를 할 것으로 예측하고 있다. CCS 기술은 흡착, 흡수, 막분리 등의 방법에 의해 이산화탄소를 분리 회수한 후 압축 저장하는 일련의 공정을 의미한다. 이러한 CCS 기술의 상용화에 가장 큰 걸림돌은 경제성과 대규모 실증 공정 설치 및 운영 부족을 들 수 있다.

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참고문헌 (11)

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  3. M. Vinoba, M. Bhagiyalakshmi, A. N. Grace, D. H. Kim, Y. Yoon, S. C. Nam, I. H. Baek, S. K. Jeong, "Carbonic anhydrase promotes the absorption rate of $CO_2$ in post-combustion processes", Journal of Physical Chemistry B, vol. 117, pp.5683-5690, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jp401622c
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  9. M. Vinoba, M. Bhagiyalakshmi, A. N. Grace, D. H. Kim, Y. Yoon, S. C. Nam, I. H. Baek, S. G. Jeong, "Carbonic anhydrase promotes the absorption rate of $CO_2$ in post-combustion processes", Journal of Physical Chemistry B, vol 117, pp.5683-5690, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jp401622c
  10. G. A. Bhaduri and L. Siller, "Nickel nanoparticles catalyse reversible hydration of carbon dioxide for mineralization carbon capture and storage," Catalysis Science & Technology, vol. 3, pp. 124-1239, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1039/c3cy20791a
  11. J.MC. Nathalie, P. W.j. Derks, S. Fradette, G. F. Versteeg, "Kinetics of absorption of carbon dioxide in aqueous MDEA solutions with carbonic anhydrase at 298 K," International Journal of Greenhouse Gas Control, vol 9, pp.385-392, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijggc.2012.04.008

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