| 초록 |
□ 연구개요 유동층 반응기에서 바이오매스와 플라스틱 혼합물의 급속 열분해, 고압반응기에서 바이오매스와 수분의 비, 반응온도, 반응압력, 균일 촉매 및 불균일 촉매 사용여부 등에 대한 변수를 적용하여 바이오-크루드를 제조하여, 유기상(organic phase)에서 화학산업의 플랫폼 화학물질 제조를 위한 체계적인 연구를 수행하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 목질계바이오매스의 구성성분인 헤미셀룰로스, 셀롤로스와 리그닌으로 구성되어 있으며, 이들 성분을 분별하여 열분해반응 메커니즘과 속도연구를 통한 반응속도 상수를 계산하고, 이로부터 반응 활성화에너지를 계산하는 등과 같은 메커니즘 연구는 거의 진행되고 있지 않다. 목질계 바이오매스에서 리그닌을 분별하고 알카리 금속을 담지하여 열분해반응이 진행되는 메커니즘과 속도 연구츨 체계적으로 진행하여 전문학술지에 논문을 게재하였다. 유동층 반응기에서 급속 열분해를 진행하고 실험 결과와 인공신경망(ANN; Artificial Neutral Network) 모델링 조합을 통해 반응 최적화를 시도하였다. 대나무/PS(polystyrene) 혼합물을 유동층 반응기에서 급속 열분해하여 생성물 분석과 성능평가, 생성물 수율 및 검증을 통한 새로운 연구 접근 방법이다. 급속 열분해에서 반응온도, 유동화속도 및 시료의 입자크기를 변수로 하여 실험 데이터와 이론적인 결과를 비교했을 때 대나무/PS 혼합물의 상호작용으로 인한 시너지효과가 있는 것을 확인하였고, 이런 결과를 전문학술지에 투고하여 게재승인 되었다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ANN 모델은 급속 열분해로 생성되는 바이오-오일과 열량(HHV; Higher Heating Value)을 두 개의 주요 출력으로 하여 실험 데이터를 예측하고 검증하였다. 바이오매스만을 급속 열분해할 경우 생성되는 바이오-오일 내 함산소물질(oxygenate) 개선을 위해 20 wt%의 PS를 혼합하여 급속 열분해하는 것이 시너지효과가 있었다. 재생 가능한 바이오매스 자원의 활용과 폐플라스틱으로 인한 환경문제 해결을 위해 이들 물질의 혼합 열분해는 지속 가능한 열분해 오일 생산과 바이오리파이너리를 통해 전통적인 석유화학산업에서 생산하는 화학산업 원료물질 생산이 가능한 해결책 중 하나 일 것으로 판단된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
