NEWTEK co2 생산공장 포집 및 활용기술의 원리, 기술노선 및 연구현황
원칙
이산화탄소 포집 및 활용 기술의 원리는 크게 세 단계로 나누어진다.캡처, 변환 및 활용.
포착
흡착제, 막분리 등의 기술을 통해 석탄화력발전소, 제철소 등 산업 배출원에서 이산화탄소를 포집합니다. 흡착제는 이산화탄소를 선택적으로 흡착할 수 있는 높은 비표면적과 다공성 구조를 가진 물질입니다. 막 분리는 이산화탄소에 대한 다양한 물질의 투과성의 차이를 이용하여 이산화탄소 분리를 달성합니다.
변환
광촉매 및 전기촉매와 같은 기술을 통해 포집된 이산화탄소를 귀중한 화학물질이나 연료로 전환합니다. 광촉매 변환은 빛 에너지를 사용하여 촉매를 여기시켜 이산화탄소가 화학 반응을 일으키게 합니다. 전기촉매 변환은 전기화학 반응을 통해 이산화탄소를 연료나 화학물질로 변환합니다.
이용
변환된 화학물질이나 연료는 발전, 운송 및 기타 분야에서 지속 가능한 에너지 사용을 달성하는 데 사용됩니다.
기술 경로
이산화탄소 포집 및 이용기술의 기술노선은 주로 다음과 같은 방향을 포함한다.
효율적인 흡착제 연구 및 개발
이산화탄소 포집 효율을 향상시키기 위해 높은 흡착 능력과 우수한 재생 성능을 갖춘 흡착제를 개발합니다.
- 막 분리 기술 최적화
막 재료의 성능을 향상시키고 막 분리 기술의 분리 효율과 흐름을 향상시킵니다.
- 광촉매 변환 기술의 획기적인 발전
광촉매 전환 기술의 전환 효율과 선택성을 향상시키기 위한 새로운 광촉매를 개발합니다.
- 전기촉매변환기술 혁신
이산화탄소의 효율적인 전환 및 활용을 달성하기 위해 효율적인 전기촉매를 개발합니다.
- 시스템 통합 및 최적화
캡처, 변환 및 활용 기술을 통합하고 최적화하여 실용적인 응용 가치를 갖춘 시스템을 구성합니다.
연구현황
현재 신에너지 분야의 이산화탄소 포집 및 활용 기술에 대한 연구는 일정한 진전을 이루었습니다.
Co2 생산 공장에 적용
고효율 흡착제를 사용하면 배가스 중의 이산화탄소를 포집할 수 있습니다. 600MW 석탄화력발전소에서는 매년 100만톤 이상의 이산화탄소를 포집할 수 있어 배출가스 저감 효과가 크다.
광촉매 변환 기술 측면에서
이산화탄소를 메탄올 등의 연료로 효율적으로 변환할 수 있는 새로운 유형의 광촉매를 개발합니다. 실험실 조건에서 촉매의 전환 효율은 12%에 도달했습니다. 또한, 아직까지 기술이 개선되고 있어 산업화도 기대된다.
전기촉매변환기술
이산화탄소를 에틸렌과 같은 화학물질로 효율적으로 변환할 수 있는 새로운 유형의 구리 기반 촉매가 개발되었습니다. 산업 응용 분야에서 이 촉매의 전환 효율은 85% 이상에 이릅니다. 또한, 이 기술은 조작이 간단하고 에너지 소비가 낮다는 장점이 있으며 적용 가능성이 넓습니다.
바이오매스 에너지 분야에서는
이 기술을 이용하면 매년 많은 양의 이산화탄소를 포집하여 활용할 수 있습니다. 예를 들어, 바이오매스 발전소에서는 매년 150000톤 이상의 이산화탄소를 포집하여 활용함으로써 온실가스 배출을 크게 줄일 수 있습니다. 또한, 이 기술은 바이오매스를 연료나 화학물질로 전환하여 바이오매스의 에너지 활용 효율을 향상시킬 수도 있습니다.
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