초록 ▼

2. 개발내용 및 결과
연소전 이산화탄소 포집 공정에 사용할 막분리 공정을 개발하기 위해, 포집 공정 배가스의 조건인 고온 및 고압에 적합한 내열성 고분자 분리막을 제조함.
기존 분리막 소재의 단점인 기체의 투과도를 향상시키기 위하여, 한양대에서 독자적으로 개발한 내열성 고분자의 제조 방법인 열전환법을 응용, 수소 기체에 대한 높은 투과도를 갖는 분리막 소재를 개발함. 열전환법은 고분자 영역에서 열변환을 통해 고분자의 주쇄를 재배열시키는 방법으로, 자유체적이 높고 내부에 미세기공을 형성하여 특정 기체에 대해 높은 투과도를

2. 개발내용 및 결과
연소전 이산화탄소 포집 공정에 사용할 막분리 공정을 개발하기 위해, 포집 공정 배가스의 조건인 고온 및 고압에 적합한 내열성 고분자 분리막을 제조함.
기존 분리막 소재의 단점인 기체의 투과도를 향상시키기 위하여, 한양대에서 독자적으로 개발한 내열성 고분자의 제조 방법인 열전환법을 응용, 수소 기체에 대한 높은 투과도를 갖는 분리막 소재를 개발함. 열전환법은 고분자 영역에서 열변환을 통해 고분자의 주쇄를 재배열시키는 방법으로, 자유체적이 높고 내부에 미세기공을 형성하여 특정 기체에 대해 높은 투과도를 보이는 소재가 제조됨.
수소의 분리에 적합한 고분자 분리막을 개발하기 위하여 열전환법을 통해 신규 고분자 분리막을 제조하였음. 전구체 고분자의 종류와 모노머의 조성 등을 변화시켜 미세기공의 크기를 조절하는 기술을 연구하여 수소 분자의 투과에 적합한 형태와 크기의 미세기공을 갖는 분리막을 개발함. 신규 분리막 소재의 기체투과 실험과, 고온 및 고압에서의 H₂/CO₂분리실험을 수행하여 250℃에서 수소 투과도 2.0x10^-8cm³(STP),cm/cm²,s,cmHg,수소/이산화탄소 선택도 7의 성능을 갖는 분리막 소재를 개발함. 분리막 소재를 이용하여 높은 유량과 대면적을 갖는 중공사형 분리막 개발을 위한 실험을 진행하고, 비대칭 평막형 분리막을 제조하여 기체 투과 유량을 측정함. 공정 변수의 조절을 통해 일정 압력에서 유량 및 농도의 최적조건을 찾고자 하였음.

Abstract ▼

In the present research and experiments, membranes have been developed for the purpose of application in pre-combustion capture. Moreover, the membrane separation system development was also conducted for separation and enrichment of carbon dioxide of H₂/CO₂ mixture after coal

In the present research and experiments, membranes have been developed for the purpose of application in pre-combustion capture. Moreover, the membrane separation system development was also conducted for separation and enrichment of carbon dioxide of H₂/CO₂ mixture after coal gasification. The membrane separation system have advantages such as high thermal stability, hydrogen permeability and H₂/CO₂ selectivity in high pressure and temperature process.
Highly thermal stable polymeric membrane was produced to develop membrane separation system for applying to pre-combustion CO₂ capture process under the high temperature and pressure conditions. In order to improve permeability, which was one of the weakness of previous membranes, production of membranes for high H₂ permeability was applied by highly thermal stable TR(thermally rearranged) membrane developed autonomously at Hanyang university. Thermally rearrangement is a rearrangement of polymer main chain by heating over the glass transition temperature of polymer. By this method, highly permeable material for a specific gas can be produced, increasing free volume and forming microcavities inside.
New membrane suitable for hydrogen separation was produced by TR(thermal rearrangement) method. For new membrane, technology of tuned microcavity size, which was appropriate for hydrogen molecular size and shape, was researched by synthesis precursors of polymer in switching various monomers. Gas permeability test and the test under high temperature and high pressure were performed with this membrane. As a result, permeability of hydrogen was 2.0x10^-8cm³(STP).cm/cm².s.cmHg and selectivity of H₂/CO₂ was 7. One step further, experiments for developing hollow fiber membrane having high flux and surfaces was performed, producing asymmetric membrane and testing gas permeability. It can be found for optimized values of concentration and flux under constant pressure by process valuables and its control, H₂/CO₂ gas mixture used in pre-combustion capture is suitable application of membrane separation technology because of these gases emission under high temperature and pressure, In addition, membrane technology is competitive in comparison of other technology by considering of high energy efficiency and economical energy costs.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 단계보고서 초록 ... 3
• S U M M A R Y ... 5
• CONTENTS ... 7
• 목 차 ... 8
• 그림 차례 ... 10
• 표 차례 ... 12
• 제 1 장 서론 ... 13
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 13
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 20
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 24
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 26
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 26
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 28
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 29
• 제 3 장 결과 및 향후 계획 ... 35
• 제 1 절 단계 연구개발 결과 ... 35
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 107
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 110
• 제 4 절 기업 재무건전성 현황 ... 112
• 제 5 절 주요 연구성과 ... 113
• [첨부 1] ... 117
• 끝페이지 ... 121