초록 ▼

○ 본 연구에서 개발하고자 하는 탄산무수화효소 모사촉매는 이산화탄소 흡수능이 크고, 재생에너지는 낮으나 이산화탄소 흡수속도가 느린 흡수제에 소량 첨가할 경우 이산화탄소 흡수속도를 빠르게 증가시키는 효과가 탁월하기 때문에 CO2 포집 공정 설치가 가장 큰 문제점으로 부각되고 있었던 재생에너지에 소요되는 에너지를 크게 줄 일 수 있는 장점이 있어 이를 다량의 이산화탄소를 배출하는 고정원에 용이하게 설치할 수 있을 것으로 판단됨.
○ 본 연구에서는 탄산무수화효소를 모사한 촉매 개발을 위해 N3 donor 기반 촉매 활성점 개발, p

○ 본 연구에서 개발하고자 하는 탄산무수화효소 모사촉매는 이산화탄소 흡수능이 크고, 재생에너지는 낮으나 이산화탄소 흡수속도가 느린 흡수제에 소량 첨가할 경우 이산화탄소 흡수속도를 빠르게 증가시키는 효과가 탁월하기 때문에 CO2 포집 공정 설치가 가장 큰 문제점으로 부각되고 있었던 재생에너지에 소요되는 에너지를 크게 줄 일 수 있는 장점이 있어 이를 다량의 이산화탄소를 배출하는 고정원에 용이하게 설치할 수 있을 것으로 판단됨.
○ 본 연구에서는 탄산무수화효소를 모사한 촉매 개발을 위해 N3 donor 기반 촉매 활성점 개발, proton shuttle용 second coordination 개발, 생성물인 bicarbonate 탈리 촉진 작용 리간드 개발 등 세 가지 연구전략을 도입하여 연구를 수행하였으며, 개발된 모사촉매의 활성은 보고된 자료들 중 최고의 값을 보이는 미국 Lawrence Livermore National Laboratory 결과 대비 약 20배 높은 세계 최고의 모사촉매를 개발하였음.

Abstract ▼

Ⅳ. R&D results
○ CA mimetic catalyst with a N3 motif ligand with Zn ion was developed, and activity of CO₂ hydration reaction was performed and showed higher values than other metal catalyst.
○ The performance of CA mimetic catalyst in the CO₂ hydration reaction was inves

Ⅳ. R&D results
○ CA mimetic catalyst with a N3 motif ligand with Zn ion was developed, and activity of CO₂ hydration reaction was performed and showed higher values than other metal catalyst.
○ The performance of CA mimetic catalyst in the CO₂ hydration reaction was investigated by inducing the hydrogen bonding between phenol motif and OH functional group, at that time, the pKa value indicated at 7.45.
○ CO₂ hydration rate of CA mimetic catalyst was monitored using stopped-flow spectrometer. As a result, kobs value 16,500 M^-1s^-1 which was 20 times better performance than that of U.S. Lawrence Livermore National Laboratory which reported the fastest rate of CO₂ hydration.
○ In the CO₂ mineralization reaction, mineral production rate using mimetic catalyst showed approximately two times faster than that without catalyst. We also developed a basic technology to control the phase of calcium carbonate such as calcite, vaterite, aragonite.
○ When the CA mimetic catalyst was added to MDEA with slow absorption rate, CO2 absorption rate of MEDA was greatly increased, but did not affect the absorption capacity.
○ The CA mimetic catalyst, developed in this research work showed an excellent thermal stability, since, only less than 3% of the activity change in the thermal stability evaluation was observed when the reaction was conducted at 100℃ for 24hr.
○ According to the presence or absence of CA mimetic catalyst, the evaluation of regeneration performance was conducted at 100℃ for 1hr. In case of CA mimetic catalyst absence, the amount of regenerated carbon was 3.48g. In case of CA mimetic catalyst presence, on the other hand, the amount of regenerated carbon was 6.95g revealed that regeneration performance improved about twice as much.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목 차 ... 8
• 그 림 목 차 ... 9
• 표 목 차 ... 15
• SUMMARY ... 16
• CONTENTS ... 20
• 제 1 장 연구개발 과제의 개요 ... 21
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 32
• 제 1 절 연구개발 지원 프로그램 ... 32
• 제 2 절 주요 연구기관의 연구 현황 ... 37
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 48
• 제 1 절 탄산무수화효소 모사촉매 개발 ... 48
• 제 2 절 탄산무수화효소 및 모사촉매이용 CO2 흡수 속도 촉진 ... 111
• 제 3 절 탄산무수화효소 이용 CO2 광물화 ... 127
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 165
• 제 5 장 연구개발 대표성과 ... 169
• 제 6 장 연구개발결과의 파급효과 및 활용계획 ... 171
• 제 7 장 기타 ... 174
• 제 8 장 참고문헌 ... 176
• 끝페이지 ... 181