| 연구개발개요 |
- 본 연구는 온실가스？미세먼지 저감 인프라 구축을 위하여 다공성 물질 (제올라이트)을 이용한 온실가스(CO2)의 흡착 및 가시광선에 의한 Quantum-dot(QD) 활성화로 인한 미세먼지 유발 가스 (NO)의 제거가 동시에 가능한 친환경 제올라이트-나노광촉매 복합 건축 소재를 개발하고 공기질 개선을 목표로 함.- 제올라이트-Quantum dot 광촉매 복합 재료 개발을 위한 원천 소재 기술 연구 및 실제 공기 중에 (ambient air) 포함되어 있는 CO2 (300~400 ppm) 및 NO 농도 (200 ppm: 배출원 극한 환경)를 동시에 모사할 수 있는 laminar flow 반응기 구축을 통해 실제 개발된 건축용 재료의 CO2-NOx 동시 저감 성능 구현을 통해 응용기술 연구를 동시에 수행 예정.- 본 과제는 총 2년의 연구 기간을 책정하였고, 1차년: 제올라이트 & QD 나노광촉매 요소 물질 개발 및 CO2 / NO 제거 가능성 확인, 2차년: 복합소재 개발 및 CO2-NO 동시 제거 성능 극대화를 각 연차별 목표로 설정함.- 본 연구팀은 촉매 표면 반응 분석-광민감성 소재-제올라이트 다공성 물질의 전문성을 보유한 광주과학기술원-원광대-울산대 연구진으로 구성되어 요소 물질 개발-복합소재 기술-저감 반응 기술의 유기적인 공동 연구를 통해 본 과제의 최종목표인 고기능성 건축재료 개발을 성공적으로 달성하고자 함.
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| 최종목표 |
본 연구의 최종 목표는 친환경 녹색 도시 조성 및 삶의 질 개선을 위해, 시멘트 대체용 친환경 CO2 흡착 및 가시광선에 의해 NO 제거가 가능한 친환경 제올라이트-나노 광촉매 복합 건축 소재 개발을 목표로 함.세부 목표:- CO2 흡착 및 NO 제거를 위한 제올라이트-나노광촉매 성능 및 특성 평가- 가시광 광 감응성 친환경 나노광촉매 개발 - CO2 흡착 가능한 제올라이트 소재 개발- 제올라이트-나노 광촉매 복합 건축 소재 개발
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| 연구내용 및 범위 |
* 주관연구개발기관(광주과학기술원) :■ 제올라이트-나노광촉매 성능 평가 시스템 구축- 제올라이트-나노광촉매의 CO2 흡착 및 NOx 저감 성능 평가를 위한 반응기 구축 (광원 설치 및 농도 측정 시스템 구축) ■ 제올라이트-나노광촉매 성능 및 물리？화학적 특성 평가- 제올라이트의 CO2 흡착 성능 평가 (CO2 최대 흡착량 및 안정성 평가) 및 나노광촉매의 NO 저감 성능 평가 (NO 저감 효율 및 선택도 평가)- TPD, TPR, TPO 등 촉매 흡착？탈착？환원？산화 특성 평가 진행■ 표면 개질에 따른 CO2와 NO의 표면 흡착 메커니즘 규명- 계산 화학, 주사터널링현미경 및 상압광전자분광법을 통해 오염원의 흡착 형태와 흡착 에너지 규명- 주사터널링현미경 및 상압광전자분광법을 통합 미세먼지 농도에 따른 흡착 과정의 kinetics 연구■ 제올라이트-나노광촉매 복합체의 성능 평가 및 특성 평가- 촉매의 성능 평가 및 물리？화학적 특성 평가를 통한 촉매 복합체 조성 최적화■ 제올라이트-나노광촉매 표면 활성 및 비활성화 메커니즘 규명- 촉매 표면 분석을 통한 촉매 표면 화학 분석 (활성 및 비활성화 메커니즘 규명)■ 나노광촉매 표면에서의 NO의 광분해 반응 메커니즘 규명- 광입사 주사터널링현미경 연구를 위한 모델 기판 합성법 개발과 분자 수준에서 광분해 반응의 메커니즘 규명* 공동연구개발기관(원광대학교) :■ 가시광 감응형 미세먼지 광분해 나노촉매 구조설계 - 가시광 빛에 민감하게 반응하는 나노광촉매 구조설계- 도핑을 통한 광여기 전하 제어특성 및 광촉매 성능 및 내구성 향상 기술 확보■ CO2 흡착 및 NO 분해 특성 최적화 및 유색 건축자재 기술 개발 - 미세먼지 표적 물질 도입으로 미세먼지 흡착기술 확보 및 촉매 선택성/광분해 효율 향상 - 제올라이트-나노광촉매 복합체 개발- 콜로이드 나노촉매 용해도 제어를 통한 제올라이트-나노광촉매 건축 소재화 기술 확보* 공동연구개발기관(울산대학교) :■ 표면개질 zeolite의 이산화탄소 포집 특성 분석- 제올라이트의 표면 개질 성분 및 정량에 따른 이산화탄소 포집 분석 연구■ 광원의 파장 및 조도에 따른 건축 소재의 NO 저감 광분해 활성 연구- 광원의 파장 및 조도 의한 광분해 활성 변화 분석 ■ 광촉매 건축 소재 NO 저감 효과 극대화를 위한 조건 탐색 및 데이터화- 광촉매 건축 소재의 표면 개질 및 구성 조성비에 의한 광분해 활성 분석 및 최적의 광촉매 활성 조건 탐색
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