초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
o 저농도 CO₂ 포집 고체흡수제 및 공조연계를 위한 RSPU 시스템
- 본 연구를 통해 최종적으로 K₂CO₃ 기반의 KCSZ 펠렛, K₂CO₃ 함침 카본 비드, PEI 기반의 SM-KIER-1 3 종의 소재 및 성형화 기술을 확보함. KCSZ 펠렛과 SM-KIER-1 소재는 수십 kg 대량성형을 통해 80 ~ 100 kg 소재를 확보하여 200 CMH 규모의 RSPU 시스템에 적용하

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
o 저농도 CO₂ 포집 고체흡수제 및 공조연계를 위한 RSPU 시스템
- 본 연구를 통해 최종적으로 K₂CO₃ 기반의 KCSZ 펠렛, K₂CO₃ 함침 카본 비드, PEI 기반의 SM-KIER-1 3 종의 소재 및 성형화 기술을 확보함. KCSZ 펠렛과 SM-KIER-1 소재는 수십 kg 대량성형을 통해 80 ~ 100 kg 소재를 확보하여 200 CMH 규모의 RSPU 시스템에 적용하여 성능을 파악함.
- 저차압 저농도 CO₂ 포집 모듈은 실증 규모인 1200 ~ 1500 CMH 개발을 위해 랩 규모인 10 CMH 모듈과 파일럿 규모인 200 CMH 모듈을 개발함. 20 mmAq. 이하의 저차압 조건에서 높은 효율을 낼 수 있는 내부 구조에 대한 원천기술을 확보하고 200 CMH 모듈실험을 통해 흡수능 3.5 wt.% 이상 외기도입량 저감율 65%의 성능을 달성함.
- Indoor Air Quality 유지를 위해서는 실내 CO₂와 함께 dust, VOCs, 바이러스와 박테이라 등의 처리가 동시에 필요함. 본 연구를 통해 Indoor Total Care (ITC) 모듈의 프로토 타입을 200 CMH 규모로 제작하여 평가하고 1200 CMH 규모의 ITC 시스템 개념 설계 데이터를 도출함.
o 인체 무해 UV 항균필터 기술
- 여과재 섬유경에 따른 UVC 산란 특성 분석, 여과재 내부구조 제어를 통한 투광 효율 개선, Multi-layer 여과재 제조 및 내부 구조에 따른 항균 특성 분석을 통해 최적 여과재 내부 구조 제어 기술을 도출함.
- 카트리지 절곡 구조 제어, UVC 광원 배치 설계를 통해 사각지대 없이 전 구역 최고 항균효율 달성이 가능한 카트리지 필터 구조 제어 기술을 도출하고, 이를 통해 200 mm x 200 mm 크기의 항균 필터 시제품을 제작하고 제작된 카트리지 필터 항균 효율 평가 결과 99% 이상의 항균 성능을 확인함.
o 고효율·저비용 VOC 흡착 필터 개발
- 본 연구에서는 바이오차 기반의 engineered 바이오차(EBC)를 일반적인 실내 공기 오염 물질인 포름알데히드와 톨루엔에 초점을 맞춘 VOC 흡착제로 사용하였음. 개발된 EBC는 배치 및 연속 테스트는 물론 단일 및 혼합 가스 유입 테스트를 진행하였음. EBC 중 케냐프 기반의 KSK 흡착제가 HCHO와 톨루엔에 대해 가장 우수한 성능을 보였고, 500 사이클까지의 흡탈착 사이클 시험을 통해 열재생 연구를 진행한 결과 HCHO 제거율은 감소했지만 톨루엔 흡착은 상대적으로 안정적으로 유지되는 것을 확인함.
o 환기에너지 저감
- 200 CMH 규모의 Air Handling Unit (AHU) 1차 시제품을 제작하고 이를 RSPU와 연계하여 실내 냉방을 위한 AHU 히트펌프 응축기 측의 고온의 배열을 활용하여 RSPU의 흡착제 재생을 위한 열에너지를 저감을 실험을 통해 확인함. 1차 시제품을 기반으로 제품의 형태를 갖추기 위해 컴팩트형의 2차 시제품 개발을 완료함.

(출처 : 요 약 문 6p)

Abstract ▼

Ⅳ. Result and Recommendations
o Sorbent-Based Indoor CO₂ Capture Unit
- In this study, three types of materials and forming technology were ultimately secured: K₂CO₃-based KCSZ pellets, K₂CO₃-impregnated carbon beads, and PEI-based SM-KIER

Ⅳ. Result and Recommendations
o Sorbent-Based Indoor CO₂ Capture Unit
- In this study, three types of materials and forming technology were ultimately secured: K₂CO₃-based KCSZ pellets, K₂CO₃-impregnated carbon beads, and PEI-based SM-KIER-1. A total of 80 to 100 kg of materials of KCSZ pellets and SM-KIER-1 were formed through tens of kilograms massive production and applied to a 200 CMH scale RSPU system to assess performance.
- For the low-differential pressure, low-concentration CO₂ capture module, both a lab-scale 10 CMH module and a pilot-scale 200 CMH module were developed to achieve a demonstration scale of 1200 to 1500 CMH with a differential pressure of below 20 mmAq. The study secured core technology for the internal structure that achieves high efficiency under low differential pressure conditions. It demonstrated a performance of a 65% reduction in outdoor air intake with an sorption capacity of 3.5 wt.% or more through experiments with the 200 CMH module.
- To maintain indoor air quality, simultaneous treatment of indoor CO₂, dust, VOCs, viruses, and bacteria is crucial. The study produced a prototype of the Indoor Total Care (ITC) module and evaluated it on a 200 CMH scale. Conceptual design data for an ITC system on a 1200 CMH scale were derived.
o Human-Safe UV Sterilization Filter Technology
- The study conducted an analysis of UVC scattering characteristics based on the fiber diameter of the filter medium. It improved light transmission efficiency by controlling the internal structure of the filter medium. The antibacterial properties were analyzed based on the manufacturing of a multi-layer filter medium and internal structure to derive optimal internal structure control technology.
- Through cartridge bending structure control and UVC light source placement design, the study derived a cartridge filter structure control technology achieving the highest antibacterial efficiency across all areas without blind spots. A prototype antibacterial filter with a size of 200 mm x 200 mm was manufactured, and as a result of efficiency evaluations, antibacterial performance of over 99% was confirmed.
o High-Efficiency, Low-Cost VOC Adsorbent Development
- The study utilized biochar-based engineered biochar (EBC) as a VOC adsorbent, focusing on formaldehyde and toluene. The developed KSK adsorbent showed optimal performance for HCHO and toluene, and thermal regeneration research demonstrated stable toluene adsorption after up to 500 cycles.
o Ventilation Energy Reduction
- The study produced the first prototype of a 200 CMH-sized Air Handling Unit (AHU) and linked it with the RSPU to experimentally reduce heat energy for the RSPU's sorbent regeneration. This was achieved by utilizing the high-temperature exhaust heat on the condenser side of the AHU heat pump for indoor cooling. Based on the first prototype, the development of a compact second prototype was completed for product shaping.

(source: SUMMARY 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 15
• 그림목차 ... 18
• 표목차 ... 25
• 제 1 장 서 론 ... 27
• 제 1 절 기술의 개요 ... 27
• 제 2 절 기술개발의 필요성 및 타당성 ... 27
• 1. 기술적 측면 ... 27
• 2. 경제·산업적 측면 ... 29
• 제 2 장 기술 개발 내용 및 목표 ... 32
• 제 1 절 기술 개발 목표 ... 32
• 제 2 절 기술 개발 내용 및 범위 ... 34
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과 ... 37
• 제 1 절 저농도 CO₂ 포집 고체흡수제 및 RSPU 시스템 개발 ... 37
• 1. 저농도 이산화탄소 포집 소재 및 성형기술 개발 ... 37
• 2. 저농도 CO₂ 포집용 RSPU 시스템 기술 개발 ... 55
• 제 2 절 인체 무해 UV항균 필터 개발 ... 80
• 1. 전기방사 기술을 활용한 내부구조제어 UV항균필터 여과재 제조 ... 80
• 2. 인체 무해 여과재 특성 및 UV항균필터 항균 성능평가 ... 86
• 3. 여과재 내부구조 및 카트리지 구조 제어에 따른 항균 특성 비교 ... 93
• 제 3 절 고효율·저비용 VOC (HCHO & toluene) 흡착제 개발 ... 101
• 1. 서 론 ... 101
• 2. lab-scale 기본 실험 ... 104
• 3. lab-scale 성능 향상 ... 126
• 4. 성능 최적조건 선정 ... 156
• 제 4 절 에너지 효율 향상용 AHU 개발 ... 183
• 1. 전열 공조기 개요 ... 183
• 2. 전열 공조기 기본 설계 및 제작 ... 184
• 3. 전열 공조기 상세 설계 및 개발 ... 198
• 4. 컴팩트형 전열 공조기 시작품 개발 ... 207
• 제 4 장 결 론 ... 217
• 참고문헌 ... 219
• 끝페이지 ... 241