초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
선박 배가스로부터 이산화탄소를 효과적으로 회수하고 이 이산화탄소를 선박 내에 안정적으로 저장하기 위한 방법으로 세미 클러스레이트 형성법을 적용하고자 한다. 상온, 상압조건에서 결정구조를 형성할 수 있는 최적의 이온성 세미 클러스레이트 형성 물질을 탐색하고 각 물질에 대하여 안정영역, 이산화탄소 분리효율, 동공 점유 특성, 저장 용량, 유동 특성 등의 연구를 수행한다. 선박 배가스에서 포집된 이산화탄소를 세미 클러스레이트 슬러리화하여 선박 평형수로서 활용하는 연속 공정을 설계함으로써 저에너지 소모형 이산

□ 연구의 목적 및 내용
선박 배가스로부터 이산화탄소를 효과적으로 회수하고 이 이산화탄소를 선박 내에 안정적으로 저장하기 위한 방법으로 세미 클러스레이트 형성법을 적용하고자 한다. 상온, 상압조건에서 결정구조를 형성할 수 있는 최적의 이온성 세미 클러스레이트 형성 물질을 탐색하고 각 물질에 대하여 안정영역, 이산화탄소 분리효율, 동공 점유 특성, 저장 용량, 유동 특성 등의 연구를 수행한다. 선박 배가스에서 포집된 이산화탄소를 세미 클러스레이트 슬러리화하여 선박 평형수로서 활용하는 연속 공정을 설계함으로써 저에너지 소모형 이산화탄소 포집 및 저장 공정을 개발하고자 한다.

□ 연구결과
• 세미 클러스레이트 별 포집 특성 규명
- TBAF가 가장 높은 열역학적 안정성을 보였으나 TBAC가 가장 높은 기체 포집량을 나타냄
- 세미 클러스레이트의 종류는 CO2의 선택도에 큰 영향을 미치지 않음
- TBAF 세미 클러스레이트가 가장 높은 해리 엔탈피 값을 가짐
• 세미 클러스레이트 별 저장 특성 규명
- 세미 클러스레이트의 비대칭적 동공 구조로 인하여 높은 CO2 포집율을 보임
- 구조II 하이드레이트보다 세미 클러스레이트의 CO2 포집율이 높게 나타남
• 세미 클러스레이트 형성을 이용한 최적화된 이산화탄소 포집공정 개발
- TBAC 세미 클러스레이트가 열역학적 안정성과 CO2 선택도를 고려할 시 최적의 물질로 판단됨
- 상평형, 반응속도, 해리 엔탈피를 고려한 기초한 공정 설계
• 선박 평형수에 이산화탄소를 저장하기 위한 세미 클러스레이트 슬러리 공정 개발
- 고압 레오미터를 이용하여 클러스레이트 슬러리의 유변학적 물성을 측정함
- 클러스레이트 유동 특성을 최대화하기 위한 조건을 결정함

□ 연구결과의 활용계획
▪ 선박 평형수의 일부를 세미 클러스레이트 슬러리로 대체함으로써 선박 평형수 배출을 최소화하여 평형수 처리비용을 절감시키며, 동시에 선박 평형수 배출로 인한 해양생태계 교란을 최소화하여 국제 규제에 효과적으로 대응할 것으로 기대된다.
▪ 세미 클러스레이트 슬러리에 포집된 이산화탄소를 저장하므로, 추가적인 이산화탄소 저장탱크를 축소 또는 배제할 수 있으므로, 그에 따른 운송효율의 증대가 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose&contents
The purpose of this study is to investigate CO₂ capture from flue gas of marine vessels and subsequent storage as ballast water using semi-clathrate slurry.
Captured CO₂ can be stored as semi-clathrate slurry, which can be used as ballast water. In orde

□ Purpose&contents
The purpose of this study is to investigate CO₂ capture from flue gas of marine vessels and subsequent storage as ballast water using semi-clathrate slurry.
Captured CO₂ can be stored as semi-clathrate slurry, which can be used as ballast water. In order to establish this technology, stability conditions, CO₂ separation efficiency, structural identification, CO₂ storage capacity, and fluidity of semiclathrates will be studied.

• characteristics of guest gas enclathration in semiclathrates
• storage capacity of semiclathrates
• development of semiclathrate-based CO2 capture process
• application of CO2 semiclathrate to ballast water

□ Result
• CO2 was selectively captured in the cages of semiclathrates.
• TBAC semiclathrate showed the largest gas storage capacity.
• TBAF semiclathrate had the highest thermodynamic stability.
• The rheological properties of clathrates were measured using a high-pressure rheometer.
• The experimental results obtained in this study can be useful in designing the clathrate-based CO2 capture and marine vessels which use clathrate slurry as ballast water.

□ Expected Contribution
▪ mitigation of global warming by capturing CO2
▪ reduction in the use of ballast water
▪ contribution to advancement of semiclathrate-based technologies

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 13
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 31
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 32
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정 ... 32
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 33
• 8. 참고문헌 ... 33
• 9. 연구성과 ... 34
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 41
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 41
• 12. 기타사항 ... 42
• 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 43
• 별첨2. 세부 목표 관련 증빙 ... 53
• 끝페이지 ... 57