초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 함철물질, 고분자중합체 등을 이용하여 업그레이드된 바이오차 합성물을 제조하고 물성을 규명하고 흡착제, 환원제, 전자이동촉매제로 환경정화 분야에 이용할 수 있는지를 평가하였다. 열분해 공정에 의하여 제조된 함철물질-바이오차,고분자중합체/바이오매스 기반 바이오차를 전기화학적 정량분석과 분광기기분석을통하여 산화환원반응 특성을 규명한다. 다양한 유기 및 무기 오염물질을 대상으로제조된 바이오차 합성물의 흡착제, 환원제, 및 산화환원 반응의 전자이동촉매제로의 이용가능성을 평가하며 최적의 바이오차 합성물을 제조하

□ 연구개요
본 연구에서는 함철물질, 고분자중합체 등을 이용하여 업그레이드된 바이오차 합성물을 제조하고 물성을 규명하고 흡착제, 환원제, 전자이동촉매제로 환경정화 분야에 이용할 수 있는지를 평가하였다. 열분해 공정에 의하여 제조된 함철물질-바이오차,고분자중합체/바이오매스 기반 바이오차를 전기화학적 정량분석과 분광기기분석을통하여 산화환원반응 특성을 규명한다. 다양한 유기 및 무기 오염물질을 대상으로제조된 바이오차 합성물의 흡착제, 환원제, 및 산화환원 반응의 전자이동촉매제로의 이용가능성을 평가하며 최적의 바이오차 합성물을 제조하였으며 열분해공정을 통하여 폐기물처리, 탄소격리, 및 에너지 상품 생산의 기초 자료를 제공하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 업그레이드된 바이오차 합성물을 열분해 (pyrolysis) 공정을 통해서 제조하고 전기화학적 물성을 파악하며 환경정화에 적용하는 성능을 향상시키고 그 효율을 극대화하였다. 영가철 (zero-valent iron) 및 함철물질 (iron-bearing material), 고분자중합체 (polymer) 등을 이용하여 바이오차 합성물을 제조하여 물리적, 화학적, 전기화학적 특성을 향상시킨다. 새롭게 제조된 바이오차 합성물의 전기화학적 분석을 통하여 전자수용능력(electron accepting capacity) 및 전자공급능력 (electron donating capacity)을 평가하였으며 직접적/간접적 전기화학적 산화환원반응을 정량분석과 다양한 종류의 분광기기 분석 (spectroscopicanalysis)을 통하여 바이오차 합성물의 산화환원반응 특성을 규명하였다. 바이오차 합성물은 실험실 규모의 회분식 실험을 통하여 다양한 종류의 유기 및 무기 오염물질에 대한 흡착제,환원제, 및 환원반응 촉매제로 평가한다. 또한 각 역할별 최적의 바이오차 제조를 위한 영향인자를 규명하였다. 고분자 합성수지/바이오매스 기반 바이오차 합성물의 경우 부산물인 바이오오일(biooil)과 syngas, 그리고 바이오차에 대한 연료로의 이용가능성을 평가하였으며 다양한 종류의 biomass와 고분자 중합체를 사용하여 최적의 연료가치를 함유할 수 있는 조건을 도출하였다. 실생활에서 발생하는 고분자 합성수지 페기물과 바이오매스를 이용하여 보다 실제적인 바이오차 합성물 제조 가능성을평가하였다. 함철물질-고분자중합체-바이오매스를 이용한 바이오차 합성물의 제조,평가, 및 적용은 열분해 공정을 통한 폐기물처리 및 폐자원 재활용뿐만 아니라 이산화탄소 배출 저감을 위한 탄소격리 (carbon sequestration), 가치 있는 생산품 창조라는 일석삼조의 효과를 환경공학분야에 줄 수 있음을 실험을 통하여 증명하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
현재까지 많은 연구가 진행되었음에도 불구하고 바이오차가 본격적으로 환경정화분야에 이용되지 못하고 있으며 이는 그 흡착능력이 기존에 사용되었던 활성탄에 비하여 우수하지 못하고 가격경쟁력이 떨어지는 단점이 있었기 때문이다. 따라서 본 연구에서 제조된 바이오차 합성물은 흡착능력이 대폭 향상되고 환원제의 능력까지 보유함에 따라 실제 오염된 물, 토양에 사용되어 redox sensitive한 오염물질을 정화처리하는데 쉽고 저렴하게 사용될 수 있다는 장점이 있다. 또한 고분자중합체 폐기물을 처리하고 새로운 바이오차 합성물을 동시에 제조할 수 있으며 이에 따라 부산물로 생산되는 에너지 물질의 품질이 향상되는 효과를 얻음으로써 일석삼조의 효과를 얻을 수 있다. 따라서 제조된 바이오차 합성물은 향 후 환경정화분야로의 응용뿐만 아니라 에너지회수와 폐기물처리 분야까지 그 활용범위를 넓힐 수 있을 것으로 전망한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 1차년도 연구결과 ... 3
• 2차년도 연구결과 ... 9
• 3차년도 연구결과 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 16
• 끝페이지 ... 17