바이오인

출처 : GT코리아, 한국산업기술진흥원

SUSFUELCAT: 바이오매스 처리를 위한 경제성 높은 고효율 촉매 개발

□ 바이오매스 변환은 지속가능한 연료 생산과 유럽의 화석연료 의존도 감소 뿐 아니라 친환경 에너지 확보라는 관점에서도 매우 중요한 기술로 대두되어 옴

 ㅇ 그 중에서 Aqueous phase reforming (APR)은 유망하고 경쟁력 높은 기술로 주목받고 있음

 ㅇ 이 기술은 적은 에너지를 소모하면서도 바이오매스에서 유체 또는 가스 형태로 사용가능한 연료를 획득 가능

 ㅇ 또한 축축한 형태의 바이오매스를 건조시키기 위해 많은 에너지를 사용하지도 않으며, 물-가스 변환 작용에 따른 불필요한 수소를 발생시키지도 않는다는 점에서 일반적인 바이오매스 처리와는 차별성을 지님

 ㅇ 따라서 APR은 산업용 부산물로 발생된 바이오매스를 빠르고 효과적으로 활용하는데 매우 적합
 

□ 이러한 장점은 모두 촉매를 사용한다는 점에서 출발하지만, 오늘날의 촉매기술은 아직 최적화 되어있지 않으며 수열(hydrothermal)

    으로도 보다 많은 안정화가 필요하며 효율 높은 촉매의 경우 가격이 높아 실제로 사용함에 있어 경제성이 크게 떨어짐

 ㅇ SUSFUELCAT 프로젝트는 중소기업과 연구소가 다수 참여하여 탄소를 수열적으로 안정적으로 사용하면서도 경제적으로도 우수한 촉매를 사용할 수 있는 기술을 개발하는 것을 골자로 하고 있음

 ㅇ 일반적으로 백금이나 팔라듐과 같은 귀금속이 사용되고 있으나, 연구진은 이러한 귀금속의 함량을 크게 줄이거나 프로세스 효율에 영향을 주지 않으면서도 이를 대체할 수 있는 방법을 연구하고자 함

 ㅇ 수열 안정화 차원에서 탄소를 촉매로 활용하고자 하는 시도가 늘어나고 있음

 ㅇ 특히 캐리어로 사용되는 탄소 기반 소재는 장기적으로 안정성과 친환경성 측면에서 매우 우수한 것으로 알려짐

 ㅇ 이를 입증하기 위해서 연구진은 컴퓨터시뮬레이션을 통해 분자 수준에서부터 특성을 면밀히 연구하였음

<그림> SUSFUELCAT 프로젝트 워크플로우 및 방법론 개요

□ 7개 Work Package 로 구성되어 있음

 ㅇ (WP 1) 모델 촉매 합성

   - 사전에 정의된 특성에 맞는 모델 촉매를 합성하고 이론 연구 및 실험 준비

   - 금속을 나노입자 단위로 전처리 한 후 크기, 구조, 내부 다공구조, 공질 크기 및 표면의 화학적 특성등을 각각 다르게 준비

 ㅇ (WP 2) 이론 연구

   - 나노구조물의 형성, 바이메탈, 나노클러스터 내 금속, 금속간 상호작용 등을 규명

 ㅇ (WP 3) 실증 연구

   - 첨단 APR 촉매 응용을 위한 최적화 실험 및 산업용 활용을 위한 프로토타입 제작

 ㅇ (WP 4) 수열 안정성 연구

   - 다양한 탄소 촉매의 수열적 안정성 검증

   - 가혹조건에서도 촉매 성능이 유지되는지 실험

 ㅇ (WP 5) 평가 및 검증

   - 검증된 촉매를 산업계 파트너와의 협력을 통해 실제 효율성 및 경제성 검증

   - 혁신성에 따라 특허 출원 가능여부 검토

 ㅇ (WP 6) 정보 확산 및 활용

   - 신속한 상용화 촉진하고 산업 및 학계에 연구성과 전파

   - 지적재산권 보호 및 연구논문 출간을 위한 효율적인 지원 방법 마련

 ㅇ (WP 7) 각종 재정집행 및 행정 지원

   - 프로젝트 명: SUSFUELCAT (Sustainable fuel production by aqueous phase reforming ？ understanding catalysis and hydrothermal stability of carbon supported noble metals)

   - 주관 기관:  Friedrich-Alexander-Universitat Erlangen-NurnbergLehrstuhl fur Chemische Reaktionstechnik91058 Erlangen, Germany

   - 관련 사이트: http://susfuelcat.eu

   - 담당자 정보: Prof. Dr. Bastian Etzold(Coordination & Technical information, +49 (0)9131 - 85 274 - 30, (http://www.crt.cbi.uni-erlangen.de)

   - 프로젝트 규모: 4,599,401 유로

   - 프로젝트 기간: 2013년 1월 ~ 2016년 12월

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