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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국화학연구원 Korea Research Institute of Chemical Technology |
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연구책임자 | 전기원 |
참여연구자 | 김홍곤 , 곽자훈 , 김지용 , 김재훈 |
보고서유형 | 1단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2020-01 |
과제시작연도 | 2019 |
주관부처 | 과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 | TRKO202100019334 |
과제고유번호 | 1711093638 |
사업명 | 기후변화대응기술개발(R&D) |
DB 구축일자 | 2022-03-12 |
키워드 | 이산화탄소.재생에너지.파워투리퀴드.수소화.탄화수소.메탄올.CO2.Renewable energy.Power-to-Liquids.Hydrogenation.Hydrocarbons.Methanol. |
CO2로부터 액상탄화수소/메탄올/경질올레핀/방향족화합물을 제조하는 고효율 촉매 및 반응기술 개발
[액상탄화수소] 전이금속과 질소가 단일 원자로 배위된 탄소(M-NC)를 지지체로 적용한 촉매 개발 (C3+ 수율 35.2%), 반응기 사이에 물 제거용 트랩을 설치한 2단 반응 효과를 관찰 (C3+ 수율 40.7%)
[메탄올] 기상 반응에서 CZZ 촉매 최고 메탄올 수율 15.7%, 생산속도 560g MeOH/kgcat.h 도달, 액상반응에서 비균질계 촉매 개발 (메탄
CO2로부터 액상탄화수소/메탄올/경질올레핀/방향족화합물을 제조하는 고효율 촉매 및 반응기술 개발
[액상탄화수소] 전이금속과 질소가 단일 원자로 배위된 탄소(M-NC)를 지지체로 적용한 촉매 개발 (C3+ 수율 35.2%), 반응기 사이에 물 제거용 트랩을 설치한 2단 반응 효과를 관찰 (C3+ 수율 40.7%)
[메탄올] 기상 반응에서 CZZ 촉매 최고 메탄올 수율 15.7%, 생산속도 560g MeOH/kgcat.h 도달, 액상반응에서 비균질계 촉매 개발 (메탄올 생산속도 2.9g MeOH/Lrxt·h @ 140℃)
[경질올레핀] Na-CoFe2O4 촉매를 개발하여 CO2 전환율 34.4%, 경질올레핀 선택도 39% 달성, Na-Fe/CNT 촉매를 개발 CO2 전환율 35%, 경질올레핀 선택도 43% 달성
[방향족화합물) FeAlOx/Zn-HZSM-5@SiO2 촉매 개발 CO2 전환율 45.2%, 방향족 선택도 38.7% 달성 CO2 직접전환 공정 설계 및 최적화
주요 CO2 자원화 기술 경로 규명, 기술 경제적 타당성 분석, 기계학습 기반 최적 CO2 수소화 촉매설계, CO2 자원화 기술 자동 분석 플랫폼 개발, 5 개의 CO2 수소화 반응 기반 연료생산 공정 개발 및 기술경제성평가 수행
(출처 : 요약서 3p)
Ⅳ. Results
High efficiency catalyst and reaction technology for producing liquid hydrocarbon / methanol / light olefin / aromatic compound from CO2 hydrogenation
• (Liquid hydrocarbon) Development of FeK / M-NC catalyst using transition metal (cobalt or iron) and nitrogen (M-NC) coo
Ⅳ. Results
High efficiency catalyst and reaction technology for producing liquid hydrocarbon / methanol / light olefin / aromatic compound from CO2 hydrogenation
• (Liquid hydrocarbon) Development of FeK / M-NC catalyst using transition metal (cobalt or iron) and nitrogen (M-NC) coordinated with a single atom as a support (49% CO2 conversion, 35.2% C3 yield)
• (Liquid hydrocarbon) Observation on the effect of a two-stage reaction with water removal traps installed between reactors using iron-based catalysts (CO2 conversion 55.5%, C3 yield 40.7%)
• (Methanol) In the gas phase reaction, CZZ catalyst reached the highest methanol yield of 15.7% and production rate of 560g MeOH/kgcat.h by physical mixing method.
• (Methanol) Development of homogeneous PP-EOF carrier and PP-EOF-Ru catalyst in liquid phase reaction (methanol production rate 2.9g MeOH/Lrxt·h@140 ℃)
• (Light Olefin) Na-CoFe2O4 catalyst was developed to achieve 34.4% CO2 conversion and 39% light olefin selectivity
• (Light Olefin) Achievement of 35% CO2 conversion and 43% light olefin selectivity by developing Fe catalyst supported on Na and added to CNT
• (Aromatic Compound) Using FeAlOx/Zn-HZSM-5@SiO2 Composite Catalyst, 45.2% CO2 Conversion and 38.7% Aromatic Compound Selectivity
Development of high efficiency reaction technology suitable for flexible power supply
• Operation skills test for various strategies for each power supply scenario of renewable energy
• Operation stability for 360 hours for liquid hydrocarbon production catalyst, 80 hours for methanol production catalyst, 100 hours for light olefin production catalyst and 450 hours for aromatic compound production catalyst
Conceptual Design of High Efficiency Power-to-X Integrated Process for the Flexible Supply of Renewable Energy
• Obtain preliminary feasibility and productivity analysis data for CO2 direct hydrogenation process investment
• CO2 direct conversion process design and optimization
• Identify key CO2 resource technology paths, analyze technology economic feasibility, design optimal CO2 hydrogenation catalyst based on machine learning, develop automatic analysis platform of CO2 resource technology
• Development of 5 CO2 hydrogenation-based fuel production processes and evaluation of technology economic feasibility
(출처 : SUMMARY 6p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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