초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 셰일가스 혁명으로 석유화학산업에서 가스화학산업 시대로의 전환을 맞아 C1 가스중 하나인 CO를 메탄올, 에탄올, 아세트알데하이드 등과 같은 미래 청정합성연료와 고부가가치 물질인 oxygenates로 효과적으로 전환시킬 수 있는 촉매를 개발한다. 이를 위해 기하학적과 전자구조를 원자단위로 제어하고 반응성과의 상관관계를 규명하고자 한다. 또한 실시간 특성화 분석을 통해 화학반응의 메커니즘과 활성화 장소를 규명한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
기존 계획서를 통해 제시된 본 연구의 연구 추진

□ 연구개요
본 연구는 셰일가스 혁명으로 석유화학산업에서 가스화학산업 시대로의 전환을 맞아 C1 가스중 하나인 CO를 메탄올, 에탄올, 아세트알데하이드 등과 같은 미래 청정합성연료와 고부가가치 물질인 oxygenates로 효과적으로 전환시킬 수 있는 촉매를 개발한다. 이를 위해 기하학적과 전자구조를 원자단위로 제어하고 반응성과의 상관관계를 규명하고자 한다. 또한 실시간 특성화 분석을 통해 화학반응의 메커니즘과 활성화 장소를 규명한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
기존 계획서를 통해 제시된 본 연구의 연구 추진 전략은 크게 다음과 같다:
1) Rh 촉매의 기학적 구조 제어, 2) Rh 촉매의 전자 구조 제어, 3) Rh 촉매와 구조-반응성 상관관계 규명, 4) 실시간 특성화분석을 통해 촉매 구조 및 반응메커니즘과 활성화장소 규명이다.
기존 제시한 Task 1과 2를 통해 기하학적 및 전자 구조가 제어된 촉매를 성공적으로 합성하였고, 현재 본 연구팀 실험실 내에 GC와 연결되어있는 촉매반응시스템 설치를 완료하여, 촉매 반응 수행 중에 있다. 본 연구책임자가 임용 후 처음으로 수주한 연구과제라 촉매 반응기와 실시간 특성화 분석 시스템 새로 설치하고 학생연구원들을 트레이닝 시키느라 기존 계획보다는 늦어졌지만, 현재 촉매 반응 및 합성 시스템 설치가 완료되었고, 성공적으로 합성한 촉매를 이용하여 반응데이터를 얻고 있기에 향후 촉매 반응성-구조 상관관계 규명을 통한 성과도출은 문제없이 가능할 것으로 예상된다.
또한, 설치한 실시간 특성화 분석 시스템을 통해 촉매가 반응물과 반응하는 중간에 촉매의 구조 변화를 성공적으로 관찰하였고, 이는 향후 반응성 데이터 획득 후, 촉매 구조-반응성 상관관계 규명에 많은 도움이 될 것으로 기대한다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구과제는 원자단위로 제어된 촉매를 합성하는 기술 개발과 이를 이용하여 구조와 반응성간의 상관관계를 규명하는데 중점을 두고 있다. 특히 본 연구과제는 촉매가 반응 환경에서 변화하는 특성에 착안하여 실시간 특성화 분석을 통해 보다 정밀한 반응성과 구조간의 상관관계를 규명하는 것이 목표이다. 본 연구과제를 통해 개발된 원자단위로 기하학적 구조와 전자구조를 제어하여 촉매를 합성하는 방법은 향후 Rh이 아닌 다른 금속에도 적용이 가능하고, 다른 반응에서 구조-반응성간의 상관관계를 규명하는데 사용 가능 할 것으로 예상된다.
또한, 본 연구과제를 통해 구축한 반응시스템과 터득한 원자단위 촉매 합성기술은 올해 6월부터 새로 수행하는 기본연구과제 주제 제시를 위한 큰 밑거름이 되었고, 현재 새로 수행하는 연구과제의 결과와 융합하여 통합적인 촉매시스템 개발을 위한 기초자료로 사용될 예정이다. 향후 5-10년 내에 현재 기초연구단계에 있는 본 촉매 합성기술을 대량 합성기술로 발전시켜 특허 출원과 기업체 기술이전 등을 계획하고 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 8
• 3) 목표 달성 수준 ... 8
• 4) 목표 미달 시 원인 분석(해당 시) ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 6. 참고문헌 ... 11
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 15
• 끝페이지 ... 16