초록 ▼

□ 연구개요
배가스의 reheating 없이 저온환경에서 NOx를 효율적으로 제거할 수 있고, SO₂ 피독에 대한 강한 저항성을 가지며, 다양한 산업환경에 적용할 수 있도록 소형화/직접화 가능한 담체가 필요없는 파이버 기반 SCR 시스템 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
- 1차년도:전기방사법을 활용한 세리아 기반 고 다공성 세라믹 나노파이버 촉매 개발
1)전기방사법을 통해 금속(세륨-타이타늄)-고분자 복합체 파이버 제조 후 소성공정을 통해 세리아-타이타니아 세라믹 나노파이버 제조

□ 연구개요
배가스의 reheating 없이 저온환경에서 NOx를 효율적으로 제거할 수 있고, SO₂ 피독에 대한 강한 저항성을 가지며, 다양한 산업환경에 적용할 수 있도록 소형화/직접화 가능한 담체가 필요없는 파이버 기반 SCR 시스템 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
- 1차년도:전기방사법을 활용한 세리아 기반 고 다공성 세라믹 나노파이버 촉매 개발
1)전기방사법을 통해 금속(세륨-타이타늄)-고분자 복합체 파이버 제조 후 소성공정을 통해 세리아-타이타니아 세라믹 나노파이버 제조
2)금속전구체(세륨,티타늄) 비율 조절을 통해 접거나 자르기가 가능할 정도의 우수한 기계적 특성을 가지는 세라믹 나노파이버 제조
3)세라믹 나노파이버 매트의 크기 및 두께 조절이 가능한 공정조건 확립
- 2차년도:세리아 기반 세라믹 나노파이버에 원자수준의 active 촉매(MnOx, CuOx)담지
1)세라믹 나노파이버에서 세륨/티타늄 비율조절을 통해 Ce³⁺ 함량 증가가 밴드갭 에너지를 감소시켜 가시광에 감응하는 것을 확인
2)세라믹 나노파이버 표면에 active 촉매인 CuO 나노닷을 균일하게 담지하기 위한 세라믹 나노파이버 표면처리 공정개발
3)표면처리 된 세라믹 나노파이버 표면에 Cu 농도 조절을 통해 응집 없이 균일하게 성장하는 농도조건 확립
- 3차년도:개발 촉매의 소형화 및 수중유해물질 제거를 위한 환경촉매 적용
1) 세라믹 나노파이버를 반응기에 적용하기 위해 2cm 및 4cm의 크기로 절단하여 촉매 반응기에 적용
2) 가시광에서의 수중 유해물질 제거를 위한 광촉매 특성평가 결과, 90%이상의 유해물질 제거 효율을 나타내어 가시광에서 환경촉매로 사용할 수 있는 가능성을 확인
3) 활성촉매가 담지된 세라믹 나노파이버의 광촉매특성은 활성촉매와 세라믹 나노파이버의 이종접합으로 인해 기존 세라믹 나노파이버 대비 두배 이상 증가하여 활성촉매의 효과를 확인

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 대부분의 세라믹 촉매 필터의 경우 허니콤과 같은 구조로 많이 사용되고 있음. 세라믹 허니콤 구조의 경우 기계적 특성이 좋지 않아 쉽게 부서지고 재활용이 어렵다는 단점이 있음. 세리아 기반 세라믹 나노파이버의 경우 접고 자르기가 가능할 정도의 우수한 기계적 특성을 가지고 있어 허니콤 구조의 세라믹 필터를 대체할 수 있음.
- 또한 허니콤 구조의 세라믹 필터 대비 구조적으로 표면처리 및 촉매담지에 용이하다는 장점이 있음.
- 기계적인 특성이 낮은 허니콤 구조 촉매필터 대비 기계적인 특성이 우수한 세라믹 파이버 촉매로 대체하여 촉매 손실 없이 재활용이 가능한 필터로 사용 가능함.
- 개발된 섬유형 세라믹 촉매를 사용한 가시광 감응형 유해물질 전환 광촉매 실험에서의 우수한 결과를 바탕으로 수질 환경 개선에 응용될 수 있는 제품 개발이 가능함.
- 유연한 섬유 기반 세라믹 소재 개발 기술을 바탕으로 적용할 수 있는 원소군의 다양화를 접목하여 전고체 전지 등의 고체전해질 소재에 대한 적용 방안을 고려할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 4
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 4
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 12
• 끝페이지 ... 26