초록 ▼

온실가스의 과량배출로 인한 기후변화 문제가 세계적으로 대두됨에 따라 온실가스 중 가장 큰 영향을 주는 이산화탄소를 감축 기술이 큰 화두가 되고 있다. 본 연구팀은 건식고체흡착제를 이용하여 공장의 배기가스나 배기관에서 이산화탄소를 포집하는 물질 개발을 위한 연구를 진행하고 있다. 본 연구는 화석연료를 사용하도록 이미 갖추어져 있는 산업에 실질적인 해결책으로 적용할 수 있게 하는 기술과 더불어 새로운 배기 방법과 처리기술이 도입되었을 때 경쟁력있는 변화를 보장하기 위하여 (1) 화학적 요소와 (2) 필수적인 공학 기술을 제공하고자 한다

온실가스의 과량배출로 인한 기후변화 문제가 세계적으로 대두됨에 따라 온실가스 중 가장 큰 영향을 주는 이산화탄소를 감축 기술이 큰 화두가 되고 있다. 본 연구팀은 건식고체흡착제를 이용하여 공장의 배기가스나 배기관에서 이산화탄소를 포집하는 물질 개발을 위한 연구를 진행하고 있다. 본 연구는 화석연료를 사용하도록 이미 갖추어져 있는 산업에 실질적인 해결책으로 적용할 수 있게 하는 기술과 더불어 새로운 배기 방법과 처리기술이 도입되었을 때 경쟁력있는 변화를 보장하기 위하여 (1) 화학적 요소와 (2) 필수적인 공학 기술을 제공하고자 한다.
본 연구팀은 구조체 혹은 치환기로써azo, amine, thiol, 그리고 amide기를 포함하는 다양한 공유결합유기고분자(covalent organic polymer ; COP) 구조를 개발하고 이산화탄소 흡착능을 측정하였다. 2013년 당해년도 연구에서는 Troger’s base를 바탕으로 한COPs와 유사한 기능을 가진 여러가지 새로운 COPs를 개발하였다. Amine기와 thiol기를 기반으로 하는 COPs를 고압에서 이산화탄소 흡착율을 평가해 본 결과, amine COP (COP-8)의 경우 최고 흡착능 ~39mmol/g (298K, 50bar)을 그리고thiol COP(COP-84)은 5.2mmol/g (273K, 1bar)의 최고 흡착능을 나타내었다. 또한 새로 개발된 azo-COP(COP-79)은 본 연구팀이 보유하고 있던 Co₂/N₂분리능의 세계 기록을 뛰어 넘어 308이라는 분리능 기록을 달성하였다.

Abstract ▼

Since the revelations of the climate change came to a point where greenhouse gases, most notably carbon dioxide (Co₂), were found to be primary responsible, many around the world are tackling to address and solve problems related to Co₂, i.e., Co₂ capture from flue g

Since the revelations of the climate change came to a point where greenhouse gases, most notably carbon dioxide (Co₂), were found to be primary responsible, many around the world are tackling to address and solve problems related to Co₂, i.e., Co₂ capture from flue gas and pre/post combustion streams using solid state adsorbents. This project aims both providing (1) the required chemistry, and (2) the essential engineering, to the fossil fuel burning industry with practical solutions and the associated competitive advantages while new gas processing and treatment technologies are being developed.
We constructed and tested Co₂ capture efficiencies of numerous new covalent organic polymer (COP) architectures that feature azo, amine, thiol, and amide functionalities either in their backbone or as substituents. During the period of 2013, we developed a number of new COPs that feature preferred functionalities as well as a new family of COPs based on Troger’s base functionality. The amine and thiol based COPs were tested for high pressure Co₂ uptake, and amine COP (COP-8) tested under 50 bar exhibits superior Co₂ adsorption capacity up to ~39 mmol/g at room temperature. A member of the latter, COP-84 gave high Co₂ uptake at ambient, namely 5.2 mmol/g at 1 bar and 273 K. New azo-COPs broke our Co₂/N₂ world record, in particular, the COP-79 showed even higher selectivity of Co₂ over N₂ (308).

목차 Contents

• EEWS Research 2013 Final Report ... 1
• Summary (English) ... 2
• 국문 요약문 ... 5
• 1. Research Purpose ... 7
• 2. Research Target and Achievement ... 8
• 3. Research Method ... 9
• 4. Research Results ... 10
• (1) Outcome results ... 11
• (2) Further research required ... 19
• (3) Findings deserve to press ... 21
• 5. Research Outcomes ... 21
• (1) Publication ... 21
• (2) Conference presentation ... 22
• (3) Patents ... 23
• (4) Creation of New Big Project ... 23
• 1. 연구목적 ... 24
• 2. 연구목표와 성과 ... 25
• 3. 연구방법 ... 26
• 4. 연구결과 및 고찰 ... 27
• (1) 연구결과 ... 27
• (2) 수반되어야 할 (후행)연구내용 ... 37
• (3) 보도할 만한 내용 ... 38
• 5. 연구결과물 발표실적 ... 38
• (1) 학회발표 ... 38
• (2) 논문 ... 39
• (3) 특허 ... 40
• (4) 대형 신규과제 발굴의 기여 ... 41
• 6. 인재양성 실적 ... 41
• 끝페이지 ... 41