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허일정 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0
국내의 경우 지리적/산업적 여건상 다양한 대기오염에 노출되어 있다. 반면, 대기오염물질을 저감하기 위한 기술은 주로 글로벌 규제 대응 및 국내 배출규제 대응을 위한 기술위주의 연구와 보급이 진행되고 있다. 최근 문제를 일으키고 있는 미세먼지는 1차와 2차로 나뉘고, 1차 미세먼지는 주로 분진 및 배출되는 탄소입자에 기인하고, 2차 미세먼지는 배출된 NH<sub>3</sub>, NOx, SOx, VOCs가 주를 이룬다. 2차 미세먼지 원인물질은 자체로도 유독하지만 대기중에서 (광)화학적 반응을 통하여 입자를 형성하여 인체에 큰 피해를 입히고, 국내 배출 대기오염물질 중 72%가 이러한 2차미세먼지에 기인한다고 최근 보고되었다. 2차 미세먼지 유발기체의 경우, 저감을 위한 기술보급이 대형 배출원 규제 대응 위주로 되어 있어 중소사업장 및 노후이동원 등 기술보급의 사각지대가 존재한다. 뿐만 아니라, 기존 상용화 되어 보급되고 있는 기술 역시 다양한 문제점을 가지고 있고 최근 이로 인한 국내외 문제가 발생하고 있다. 이에 다양한 대기오염원 저감기술 중 촉매를 활용한 2차먼지 유발원 저감촉매 분야에 대한 기술을 소개하고자 한다.
대형 건식개질반응 구축을 위한 촉매 평가 및 내구성 증진 연구
김효진,허일정,장혜연,조민아,이기봉,서정권 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.0
합성가스 생산을 위한 개질 공정 (reforming)은 이산화탄소 전환을 통한 자원화 (Carbon Capture & Utilization, CCU)의 대표적인 기술로, 본 연구에서는 CO2와 CH4를 원료로 하는 건식개질 촉매 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 기 연구를 통하여 코발트계 촉매(CoRuZn/SiO2, CRZS)의 우수한 성능 및 내구성을 확인할 수 있었고, 이를 기반으로 촉매 반응기 실증 공정을 위한 기초 연구를 시작하였다. 우선 실험실 규모 촉매 반응기의 대형화를 위하여, CRZS 제조시 사용한 실리카(SiO2)겔과 기공특성이 유사한 대형 실리카겔 담체에 CRZ 촉매를 담지하여 동일한 조건으로 평가하였다. 그 결과 기존 실험실 규모의 CRZS 촉매보다 낮은 성능을 보였으며, 유사한 성능을 보인 촉매는 반응 후 촉매의 기계적 강도에 문제가 있었다. 따라서 이를 개선하고자 다양한 담체를 사용하여 성능평가 연구를 수행하였고 최적화된 촉매로 실 반응기 적용에 가능성을 확인하였다.
1P-496 VOC 저감용 비백금계 저온 산화 촉매개발
장혜연,허일정,안치웅,유영우,이성훈,이동석,이진희,박지훈,서정권,이관영 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
VOCs는 대기중에서 광화학반응을 통해 초미세먼지를 생성할 뿐만 아니라 배출환경 역시 다양하기 때문에 이를 저감하기 위한 배출원별 기술개발이 필요하다. 대표적인 기술로는 촉매 산화반응을 통한 VOCs 제거가 있고, Pt 및 Pd 기반의 백금족 원소(PGMs)를 활용한 촉매가 우수한 저온활성 및 내구성을 보이기 때문에 주요 촉매 성분으로 사용되고 있다. 하지만 고가의 백금계 촉매의 경우 저감시스템의 제작단가를 높이기 때문에, 귀금속 촉매를 대체할 수 있는 촉매물질에 대한 연구개발이 필요하다. 이에 열적 안정성이 우수할 뿐만 아니라 산화반응을 위한 활성산소의 제공이 용이하다고 알려져 있는 Ce-Zr 기반의 촉매에 대한 연구를 수행하였다. Ce-Zr을 지지체로 활용하고 VOC 저온 산화를 위한 활성점으로 비백금계 전이금속을 사용하였을 경우, 백금계 촉매와 동일하거나 다소 높은 저온 산화성능이 나타남을 확인할 수 있었다.
다양한 금속 증진제를 통한 Ce 기반 벤젠 저감촉매 내열성 개선 연구
이동원,허일정,유영우 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0
휘발성유기화합물(VOC)의 한 종류인 벤젠은 인체에 유해한 성분이며, 초미세먼지 생성에도 영향을 끼친다. 벤젠저감의 대표적인 방법은 촉매를 활용한 벤젠산화 반응이다. 벤젠 산화반응 촉매의 활성금속은 백금계 촉매로 높은 저온활성을 지니고 있지만 비싼 가격으로 인하여 이를 대체할 금속촉매개발을 필요로 한다. 선행연구를 통해 고가의 귀금속촉매를 대체하기 위하여 세리아 기반 촉매를 제조하였으며, 성능평가 결과 개발한 촉매는 백금계 촉매와 유사한 성능을 갖는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 Ce 지지체에 다양한 금속 증진제를 첨가한 촉매를 제조하였고, 성능평가를 통하여 내열성이 증진되는 결과를 확인하였다. 이에 Ce 지지체에 다양한 금속 증진제가 촉매의 내열성에 미치는 영향을 특성평가를 통하여 원인을 규명하고자 하였다.