초록 ▼

연구내용
ㅇ LNG 냉열을 이용한 효율적 자원(수자원 및 유용자원) 통합 회수를 위한 기초 연구 개발
- LNG냉열을 이용한 가스수화물 생성공정 기본 설계 및 시뮬레이션 모델 개발
- 고농도 염수 탈염 기술 및 자원 농축 기술 기초 연구
- 희소금속 흡착을 위한 고기능성 유· 무기 나노흡착제 개발

연구개발성과
ㅇ 정성적 성과
- LNG냉열을 이용한 가스수화물 생성공정 기본 설계 및 시뮬레이션 개발(에너지 소모량 계산에 의한 Specific Energy = 11.464 kWh/m³

연구내용
ㅇ LNG 냉열을 이용한 효율적 자원(수자원 및 유용자원) 통합 회수를 위한 기초 연구 개발
- LNG냉열을 이용한 가스수화물 생성공정 기본 설계 및 시뮬레이션 모델 개발
- 고농도 염수 탈염 기술 및 자원 농축 기술 기초 연구
- 희소금속 흡착을 위한 고기능성 유· 무기 나노흡착제 개발

연구개발성과
ㅇ 정성적 성과
- LNG냉열을 이용한 가스수화물 생성공정 기본 설계 및 시뮬레이션 개발(에너지 소모량 계산에 의한 Specific Energy = 11.464 kWh/m³ 산출)
- 고농도 염수 (TDS≥ 50,000 ppm)에서 TDS분석결과 기준 72%,ICP분석결과 기준 75% 탈염 성능 확인 (외부 시험기관 의뢰)
- 희소금속 흡착을 위한 고기능성 유·무기 나노흡착제 (100 nm급) 및 유기흡착제 PVA(Poly vinyl-alcohol) Mat 개발 및 제작
ㅇ 추가 성과
- SCI 논문(IF 상위 20%) 게제 1건, SCI 논문 1건, 국내특허출원 1건,
- NANOPIA 국제학회 Best Oral Presentation Award, 한국신재생 에너지학회 우수논문발표상
ㅇ 기술스펙 달성 성과
※ 1차 년도에는 희소금속 흡착을 위한 고기능성 유무기 나노흡착제 정량적 개발목표는 없었지만, 흡착제 기초합성 후(합성 recipe 개발), ICP-OES 특성분석 진행

기술적 우수성
ㅇ 고농도 해수(TDS 50,000 mg/L)에서 LNG 냉열 및 결정법에 의한 수자원 확보 및 유용자원회수를 위한 요소 기술개발
- 역삼투 처리 범위를 초과하는 TDS 50,000 mg/L에서 70% 이상의 염 제거율 달성
- 해수 중 유용자원(보론)을 회수 할 수 있는 유· 무기 흡착제 최초합성
- LNG냉열을 이용한 에너지 저감형 가스수화물 생성 공정 Concept design 확보

성과활용
ㅇ 가스수화물을 이용한 수자원 및 유용자원 회수 (RO의 한계를 뛰어넘는 시장개척)
- 가스수화물 결정법은 고농도에서도 수처리가 가능하기 때문에 기존의 RO 공정의 한계를 뛰어 넘어 획기적으로 물과 자원을 농축 시킬 수 있음.
ㅇ 보론 및 유용자원 회수 (흡착제 개발)
- 농축수 내 유용자원인 보론을 회수하는 흡착제 기술은 해수 내 기타 유용금속이온 회수에도 적용 가능하며, 또한 방사능 오염수, 특정 산업폐수 등에 포함된 유용자원 회수에도 적용 가능하여 파급효과가 높음.
ㅇ LNG 냉열을 이용한 에너지 비용 절감 (천연가스 공급 및 담수 생산 가능)
- 기존에는 LNG 1 ton을 기화시키기 위해 약 40 ton의 바닷물을 사용하고 있으며, 본 연구를 통해 개발된 공정을 이용하면 LNG 1 ton으로 약 400kg의 담수 생성이 가능함. 따라서 기존에 버려지던 LNG 냉열을 이용하여 담수 생성이 가능하다는 점에서 활용가치가 매우 높으며, 추가 연구를 통해 실용화 과제로 연계가 가능할 것으로 예상
※ 고농도 (TDS≥ 50,000 mg/L)에서 수처리 및 유용자원 농축은 최초 시도였으며, 결과의 우수성으로 베트남, 중국을 포함한 동남아지역의 고오염 폐수(TDS 100,000 ppm이상) 처리나 우즈베키스탄의 리튬함유 지하수중 자원회수 기술 타당성을 문의해옴에 따라, 과제 종료시점에서 해외시장에 기술 수출도 가능할 것으로 예상
※ 현대중공업 500mmscfd급 FSRU(부유식 가스 저장· 재기화 선박)의 경우, 400톤/hr의 LNG를 해수를 이용해서 기화시키는데, 이때 낭비되는 냉열을 해수담수플랜트와 통합한 신개념 선박 과제를 제안하고 있어, 향후 실용화 연계 가능

( 출처: 연구요약 4p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기관주요사업 연구보고서 ... 3
• 연구요약 ... 4
• 목차 ... 6
• 제 1장 개요 ... 7
• 제 1절 연구개발 목표 ... 7
• 제 2절 연구개발의 필요성 ... 7
• 제 3절 당해연도 연구개발 범위 ... 11
• 제 2장 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 제 1절 연구개발 추진 체계 ... 12
• 제 2절 당해연도 연구수행 내용 ... 14
• 제 3절 당해연도 연구개발 결과 ... 22
• 제 3장 연구성과 활용 시나리오 ... 23
• 제 1절 연구성과 활용 시나리오 ... 23
• 제 4장 차년도 사업추진계획 ... 24
• 제 1절 차년도 사업추진 내용 ... 24
• 제 2절 차년도 사업추진 일정 ... 26
• 제 3절 차년도 세부 성능지표(Spec) ... 26
• 제 5장 참고문헌 ... 27
• 끝페이지 ... 30