초록 ▼

1. 연구목표
1) 최종목표
- 미활용 탄소원 유래 환원제를 활용한 CO₂ 전환 기술 확보
- CO₂ 기반 CO 이용 친환경 이소시아네이트 제조 및 정제기술 확립
- 미활용 탄소원 활용 CO₂ 전환 고효율 통합 공정 설계
2) 2019년도 목표(2단계, 1년차)
- 미활용 탄소원 후보군 1종 선정 및 미활용 탄소원 기반 개질 촉매 내구성 개선
- 합성가스 직접 이용 환원 및 산화 카보닐화 요소 공정 확립

2. 주요 연구내용<

1. 연구목표
1) 최종목표
- 미활용 탄소원 유래 환원제를 활용한 CO₂ 전환 기술 확보
- CO₂ 기반 CO 이용 친환경 이소시아네이트 제조 및 정제기술 확립
- 미활용 탄소원 활용 CO₂ 전환 고효율 통합 공정 설계
2) 2019년도 목표(2단계, 1년차)
- 미활용 탄소원 후보군 1종 선정 및 미활용 탄소원 기반 개질 촉매 내구성 개선
- 합성가스 직접 이용 환원 및 산화 카보닐화 요소 공정 확립

2. 주요 연구내용
1) 미활용 탄소원을 활용한 CO₂ 개질 반응
- 바이오매스, 하수슬러지, 폐플라스틱 중 미활용 탄소원 1종 선정
- 기-액 복합 미활용탄소원 이용 반응 변수고찰 및 내 코킹성 전략 수립
2) CO₂ 유래 이소시아네이트 합성 기술
- CO이용 디카바메이트 제조 촉매 특성 규명 및 연속반응 적용
- 합성가스 수소화/CO분리를 위한 촉매 요소 공정 개발

3. 주요 연구개발 결과 및 성과
1) 미활용 탄소원을 활용한 CO₂ 개질 반응
- 바이오매스, 하수슬러지 및 폐플라스틱의 성분 조사를 통한 CO₂개질 최적 환원제 선정
- 에탄올-이산화탄소 개질 촉매 내구성 개선 및 코킹원인 규명
- 염기성 첨가제의 코킹억제 메커니즘 규명
- 에탄올-이산화탄소 개질 촉매 장기 성능 확보: 72 시간, 미활용 탄수원 전환율 > 81%
2) CO₂ 유래 이소시아네이트 합성 기술
- CO이용 디카바메이트 제조 기술: 135 ℃, 3 MPa (30 bar) 기준 다이카바메이트 수율 98% 달성
- 합성가스 직접활용/분리용 선택적 환원 촉매 확보
- CO₂ 개질 합성가스 이용 환원/카보닐레이션 연계 공정 개발 진행중

4. 활용분야 및 계획
1) 기술적 활용
- 본 과제에서 개발된 폐자원 활용기술을 CO₂ 전환 기술뿐만 아니라 다양한 분야에 확대 적용
- 기계(연), 에기(연)과의 융합연구를 통해 폐기물의 자원화와 온실가스 감축을 연계한 종합 기술 개발
2) 기술이전 및 사업화 계획
- 원천기술 개발에서부터 사업화를 고려하여 연구 수행 방향 결정 (효성, 부흥산업사와 협의 중)
- 현재 CCU 실증화 사업을 공동 수행하고 있는 (주)부흥산업사와 협력하여 본 기술의 사업화 가능성 타진 및 비즈니스 모델확보
3) 타사업과의 연계
- 본 주요사업의 연-연 융합 연구를 통해 2016년 7월 연구회 ‘창의형 융합연구 사업’에 선정, 핵심 원천기술 개발을 위해 사업간 주요 결과의 공유 및 연계
- 산업부 에너지기술개발사업에 ‘18년 상반기 선정되어 주요사업에서 개발된 핵심 원천기술의 실증화 연구 수행

5. 기대효과
1) CO₂ 전환 기술의 범용성과 경제성 확장
- CO₂ 개질반응의 범용성과 경제성을 확장시키기 위해, 기개발 핵심 기술과 연계하여 다양한 미활용 탄소원의 활용 기술 개발연구가 지속적으로 수행되어야 할 필요성이 있음
2) 국민 생활 환경 및 국가 경쟁력과 직결된 공공성을 갖는 기술영역 개발
- CO₂ 자원화 기술은 CO₂ 활용을 통한 지구온난화 문제 해결 뿐 아니라, 석유자원에 의존하고 있는 현 화학산업의 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 기술임
- 미활용 탄소원을 활용한 CO₂ 환원물질 확보 기술 개발은 친환경적이며 경제적인 CO₂ 자원화 기술의 확보와 동시에 폐기성 자원의 안전한 처리 및 자원화를 통해 경제적 가치 창출이 가능한 연구 분야임
- 국민 생활 환경 증진 및 공공성 확대 영역의 연구 분야로, 장기적인 연구 및 연구기관의 융합이 필요하기 때문에, 대학이나 기업이 단독 수행하기엔 어려움이 있으며, 출연(연)의 목적 및 업무영역에 부합됨
3) 경제성이 확보되지 않은 미래 선도 기술 연구 개발
- 미활용 탄소원을 활용한 CO₂ 전환 기술은 기초연구를 바탕으로 응용 개발이 필요한 분야로 기업에서 수행하기엔 위험성이 큰 것으로 판단됨
- 기술이 개발되면 세계선도 기술을 확보함은 물론 민간 기업에게 상용화 기술을 이전하여 다수의 새로운 시장과 일자리를 창출 할 수 있는 분야로써 출연(연)에서 기술 개발을 해야 할 필요성이 있다고 판단됨

6. 차년도 or 2단계 1) 미활용 탄소원을 활용한 CO₂ 개질 반응
- 미활용탄소원 열분해 생성물 2종이상 혼합 반응물 전환 촉매 개발
- 미활용탄소원 전환율 > 80%
2) CO₂ 유래 이소시아네이트 합성 기술
- 디카바메이트 제조 촉매 내구성 평가
- 합성가스 활용 수소화/CO 분리 촉매 공정 최적화
3) CO₂ 직접 이용 고분자 제조
- CO₂ 유래 열가소성 NIPU 제조시스템 개발

7. 출구전략
1) 미활용 탄소원 전환 기술
- 세부기술로 개발 중인 미활용 탄소원 전환을 통한 합성가스 생산기술은 실험실 수준에서 완성도가 높은 수준에 이르고 있음
- 해당 기술의 실증화와 생산한 합성가스의 분리, 활용 기술 개발을 위해 2018년 산업부 에너지기술개발사업으로 스핀오프하여 지속적인 연구개발을 수행할 예정임.
2) 합성가스 활용 카바메이트 제조 촉매 기술 개발
- 합성가스 내 CO 활용 기술은 미활용 탄소원 및 부생가스 활용기술의 핵심 기술로 포괄적인 탄소자원화 기술인 석유 대체 화학제품 제조 공정 연구 사업으로 확대 추진 가능
- 합성 가스(CO 및 수소) 직접 활용 기술 및 상용 포스겐 공정을 대체하는 기술은 산업계에서 요구하는 기술로 민간 기술 연계방안을 추진중에 있음

(출처 : 요약서 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 2019년 주요사업 연구결과 요약서 ... 2
• 2019년 주요사업 연구결과 보고서 ... 5
• 1. 연구개발 목표 ... 9
• 가. 최종 연구목표 ... 9
• 나. 당해 연도 연구목표 ... 9
• 2. 주요 연구내용 ... 11
• 가. 과년도 추진경과 ... 11
• 나. 당해 연도 주요 연구내용 ... 11
• 3. 주요 연구개발 결과(연구개발목표의 달성도) ... 55
• 가. 미활용 탄소원 활용 CO₂ 개질 ... 55
• 나. CO₂ 유래 이소시아네이트 합성 기술 ... 55
• 4. 연구개발의 성과 ... 56
• 가. 과제별 기술성취수준 ... 56
• 나. 정성적 성과 ... 56
• 다. 정량적 성과(건수/금액) ... 56
• 5. 연구성과 활용계획 ... 57
• 6. 기대효과 ... 58
• 가. 과학기술적 관점 ... 58
• 나. 경제적 관점 ... 58
• 다. 사회적 관점 ... 58
• 첨부1) 중장기 연구개발로드맵 ... 60
• 끝페이지 ... 60