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이산화탄소로부터 금속이 도핑된 탄소소재 합성방법
- 기술번호 : KST2014066898
- 담당센터 : 대전기술혁신센터
- 전화번호 : 042-610-2279
| 요약 | 본 발명에 따른 이산화탄소를 이용하여 합성된 탄소소재는 기존의 이산화탄소를 원료로 하여 탄소소재를 생산하는 고온/고압의 초임계공정이 아닌, 상압의 온건한 조건에서 이산화탄소로부터 탄소소재를 합성함으로써 기존의 제조공정보다 에너지를 절감할 수 있는 경제적인 공정이다. 본 발명의 이산화탄소를 이용하여 합성된 탄소소재는 연료전지의 양극에서 일어나는 산소환원반응(ORR, Oxidation Reduction Reaction)의 촉매로 사용 될 수 있으며, 고가의 백금촉매를 대체할 수 있는 잠재력을 갖고 있다. 또한, 본 발명의 이산화탄소를 이용하여 합성된 탄소소재는 차세대 에너지 저장매체인 Supercapacitor에도 적용될 수 있으며, 촉매의 담체나 가스분리 매체로도 사용될 수 있다. |
|---|---|
| Int. CL | C01B 31/02 (2006.01) C23C 16/30 (2006.01) |
| CPC | C01B 32/05(2013.01) C01B 32/05(2013.01) C01B 32/05(2013.01) C01B 32/05(2013.01) |
| 출원번호/일자 | 1020130023866 (2013.03.06) |
| 출원인 | 한국과학기술원 |
| 등록번호/일자 | 10-1340009-0000 (2013.12.04) |
| 공개번호/일자 | |
| 공고번호/일자 | (20131211) 문서열기 |
| 국제출원번호/일자 | |
| 국제공개번호/일자 | |
| 우선권정보 | |
| 법적상태 | 소멸 |
| 심사진행상태 | 수리 |
| 심판사항 | |
| 구분 | 신규 |
| 원출원번호/일자 | |
| 관련 출원번호 | |
| 심사청구여부/일자 | Y (2013.03.06) |
| 심사청구항수 | 40 |
출원인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국과학기술원 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
발명자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 이재우 | 미국 | 대전 유성구 |
| 2 | 준세장 | 중국 | 대전광역시 유성구 |
| 3 | 변아영 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
대리인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 이처영 | 대한민국 | 서울특별시 강남구 언주로 ***, **층 (역삼동, 윤익빌딩)(*T국제특허법률사무소) |
최종권리자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국과학기술원 | 대전광역시 유성구 |
| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 [Patent Application] Patent Application |
2013.03.06 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0196399-27 |
| 2 | [우선심사신청]심사청구(우선심사신청)서 [Request for Preferential Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination) |
2013.03.06 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0197604-72 |
| 3 | [우선심사신청]선행기술조사의뢰서 [Request for Preferential Examination] Request for Prior Art Search |
2013.03.19 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 4 | [우선심사신청]선행기술조사보고서 [Request for Preferential Examination] Report of Prior Art Search |
2013.03.20 | 수리 (Accepted) | 9-1-2013-0020315-30 |
| 5 | 의견제출통지서 Notification of reason for refusal |
2013.06.25 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2013-0438196-12 |
| 6 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 [Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation) |
2013.07.04 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0603448-14 |
| 7 | [명세서등 보정]보정서 [Amendment to Description, etc.] Amendment |
2013.07.04 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2013-0603449-59 |
| 8 | 등록결정서 Decision to grant |
2013.09.05 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2013-0630190-09 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2014.12.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5157968-69 |
| 10 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2014.12.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5157993-01 |
| 11 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2014.12.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5158129-58 |
| 12 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2019.04.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5081392-49 |
| 13 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2020.05.15 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5108396-12 |
| 14 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2020.06.12 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5131486-63 |
| 번호 | 청구항 |
|---|---|
| 1 |
1 붕소 하이드라이드 환원제를 이용하여 이산화탄소를 탄소소재로 전환시키는 단계를 포함하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 2 |
2 제 1항에 있어서, 이산화탄소는 순수한 이산화탄소, 또는 공장, 발전소 및 자동차로 이루어진 군에서 선택되는 곳에서 배출되는 이산화탄소를 포함한 배기가스 또는 이들의 혼합가스를 사용하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 3 |
3 제 1항에 있어서, 상기 수득된 붕소 도핑 탄소소재를 산성용액 또는 온수로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 4 |
4 제 3항에 있어서, 상기 산성용액 또는 온수로 처리된 붕소 도핑 탄소소재를 건조하는 단계를 추가로 포함하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 5 |
5 제 1항에 있어서,상기 붕소 하이드라이드는 리튬 붕소하이드라이드(LiBH4), 나트륨 붕소하이드라이드(NaBH4), 칼륨 붕소하이드라이드(KBH4), 마그네슘 붕소하이드라이드(Mg(BH4)2), 칼슘 붕소하이드라이드(Ca(BH4)2), 스트론튬 붕소하이드라이드(Sr(BH4)2) 및 암모니아보레인(NH3BH3)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 6 |
6 제 1항에 있어서,상기 이산화탄소를 붕소 도핑 탄소소재로 전환시키는 단계는 1 내지 100 기압에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 7 |
7 제 1항에 있어서,상기 이산화탄소를 붕소 도핑 탄소소재로 전환시키는 단계는 100 ℃ 내지 1000 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 8 |
8 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 붕소 도핑 탄소소재를 붕소 함유 전구체 물질로 처리하는 단계; 및 열처리하는 단계를 포함하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 9 |
9 제 8항에 있어서, 상기 수득된 붕소 도핑 탄소소재를 산성용액 또는 온수로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 10 |
10 제 9항에 있어서, 상기 산성용액 또는 온수로 처리된 붕소 도핑 탄소소재를 건조하는 단계를 추가로 포함하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 11 |
11 제 8항에 있어서, 상기 붕소 함유 전구체 물질은 보론옥사이드(B2O3), 보릭에시드(H2BO3), 리튬 붕소하이드라이드(LiBH4), 나트륨 붕소하이드라이드(NaBH4), 칼륨 붕소하이드라이드(KBH4), 마그네슘 붕소하이드라이드(Mg(BH4)2), 칼슘 붕소하이드라이드(Ca(BH4)2), 스트론튬 붕소하이드라이드(Sr(BH4)2) 및 암모니아보레인(NH3BH3)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 12 |
12 제 8항에 있어서, 상기 열처리는 비활성가스 또는 혼합가스 분위기에서 700 ℃ 내지 1500 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 13 |
13 제 12항에 있어서, 상기 열처리는 850 ℃ 내지 1050 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 14 |
14 제 12항에 있어서, 상기 비활성가스는 질소가스, 아르곤가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 15 |
15 제 12항에 있어서, 상기 혼합가스는 질소가스, 아르곤가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나와 이산화탄소의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 16 |
16 삭제 |
| 17 |
17 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 붕소 도핑 탄소소재를 질소 함유 전구체 물질로 처리하는 단계; 및 열처리하는 단계를 포함하는 붕소 및 질소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 18 |
18 제 17항에 있어서, 상기 수득된 붕소 및 질소 도핑 탄소소재를 산성용액 또는 온수로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 붕소 및 질소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 19 |
19 제 18항에 있어서, 상기 산성용액 또는 온수로 처리된 붕소 및 질소 도핑 탄소소재를 건조하는 단계를 추가로 포함하는 붕소 및 질소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 20 |
20 제 17항에 있어서, 상기 질소 함유 전구체 물질은 폴리파이롤((C4H2NH)n), 폴리아닐린 (polyaniline), 멜라민(C3H6N6), PDI(N,N'-bis(2,6-diisopropyphenyl)-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide), Polyacrylonitrile (PAN), 요소(CO(NH2)2), 암모니아(NH3), 하이드라진(N2H4) 및 암모니아보레인(NH3BH3)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 붕소 및 질소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 21 |
21 제 17항에 있어서, 상기 열처리는 비활성가스 또는 혼합가스 분위기에서 700 ℃ 내지 1500 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 붕소 및 질소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 22 |
22 제 21항에 있어서, 상기 열처리는 850 ℃ 내지 1050 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 붕소 및 질소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 23 |
23 제 21항에 있어서, 상기 비활성가스는 질소가스, 아르곤가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 붕소 및 질소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 24 |
24 제 21항에 있어서, 상기 혼합가스는 질소가스, 아르곤가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나와 이산화탄소의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 및 질소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 25 |
25 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 붕소 도핑 탄소소재를 열처리하는 단계를 추가로 포함하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 26 |
26 제 25항에 있어서, 상기 열처리는 비활성가스 또는 혼합가스 분위기에서 700 ℃ 내지 1500 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 27 |
27 제 26항에 있어서, 상기 열처리는 850 ℃ 내지 1050 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 28 |
28 제 26항에 있어서, 상기 비활성가스는 질소가스, 아르곤가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 29 |
29 제 26항에 있어서, 상기 혼합가스는 질소가스, 아르곤가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나와 이산화탄소의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 30 |
30 삭제 |
| 31 |
31 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 붕소 도핑 탄소소재를 염기성 물질 또는 이산화탄소로 처리하는 단계; 및 열처리하는 단계를 포함하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 32 |
32 제 31항에 있어서,상기 수득된 붕소 도핑 탄소소재를 산성용액 또는 온수로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 33 |
33 제 32항에 있어서, 상기 산성용액 또는 온수로 처리된 붕소 도핑 탄소소재를 건조하는 단계를 추가로 포함하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 34 |
34 제 31항에 있어서,염기성 물질로 처리하는 단계는 염기성 물질을 증류수 또는 에탄올에 녹여 탄소소재를 처리하는 것을 특징으로 하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 35 |
35 제 34항에 있어서,염기성 물질로 처리하는 단계는 염기성 물질과 탄소소재를 기계적으로 혼합하는 것을 특징으로 하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 36 |
36 제 35항에 있어서,염기성 물질은 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화리튬(LiOH)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 붕소 도핑 탄소소재의 제조방법 |
| 37 |
37 제 31항에 있어서, 상기 열처리는 비활성가스 또는 혼합가스 분위기에서 700 ℃ 내지 1500 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 38 |
38 제 37항에 있어서, 상기 열처리는 850 ℃ 내지 1050 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 39 |
39 제 37항에 있어서, 상기 비활성가스는 질소가스, 아르곤가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 40 |
40 제 37항에 있어서, 상기 혼합가스는 질소가스, 아르곤가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나와 이산화탄소의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 41 |
41 삭제 |
| 42 |
42 제 31항에 있어서, 이산화탄소 처리는 CO2가스 또는 CO2혼합가스 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 43 |
43 제 42항에 있어서, CO2혼합가스는 5 vol% 내지 100 vol%의 이산화탄소와 질소가스, 아르곤가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 이산화탄소로부터 붕소 도핑 탄소소재를 제조하는 방법 |
| 지정국 정보가 없습니다 |
|---|
| 패밀리정보가 없습니다 |
|---|
| 국가 R&D 정보가 없습니다. |
|---|
| 공개전문 정보가 없습니다 |
|---|
- 본 등록정보는 참고용으로 법적증빙자료로 사용할 수 없습니다.
- 데이터 이관에 따른 소요기간(1일)으로 인하여 등록원부와 일부 차이가 발생할 수 있으며, 일부 정보(부기, 상세 주소 등)를 제공하지 않고 있습니다.
- 법적증빙자료로 활용하시거나 더 자세한 정보를 보시려면 등록원부를 발급받아 사용하시기 바랍니다.
| 특허 등록번호 | 10-1340009-0000 |
|---|
권리란
| 표시번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
출원 연월일 : 20130306 출원 번호 : 1020130023866 공고 연월일 : 20131211 공고 번호 : 특허결정(심결)연월일 : 20130905 청구범위의 항수 : 40 유별 : C01B 31/02 발명의 명칭 : 이산화탄소로부터 탄소소재를 제조하는 방법 존속기간(예정)만료일 : 20181205 |
특허권자란
| 순위번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
(권리자) 한국과학기술원 대전광역시 유성구... |
등록료란
| 제 1 - 3 년분 | 금 액 | 802,500 원 | 2013년 12월 05일 | 납입 |
| 제 4 년분 | 금 액 | 644,000 원 | 2016년 11월 29일 | 납입 |
| 제 5 년분 | 금 액 | 644,000 원 | 2017년 11월 24일 | 납입 |
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| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 | 2013.03.06 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0196399-27 |
| 2 | [우선심사신청]심사청구(우선심사신청)서 | 2013.03.06 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0197604-72 |
| 3 | [우선심사신청]선행기술조사의뢰서 | 2013.03.19 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 4 | [우선심사신청]선행기술조사보고서 | 2013.03.20 | 수리 (Accepted) | 9-1-2013-0020315-30 |
| 5 | 의견제출통지서 | 2013.06.25 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2013-0438196-12 |
| 6 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 | 2013.07.04 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0603448-14 |
| 7 | [명세서등 보정]보정서 | 2013.07.04 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2013-0603449-59 |
| 8 | 등록결정서 | 2013.09.05 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2013-0630190-09 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2014.12.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5157968-69 |
| 10 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2014.12.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5157993-01 |
| 11 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2014.12.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5158129-58 |
| 12 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2019.04.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5081392-49 |
| 13 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2020.05.15 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5108396-12 |
| 14 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2020.06.12 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5131486-63 |
| 기술번호 | KST2014066898 |
|---|---|
| 자료제공기관 | 미래기술마당 |
| 기술공급기관 | 한국과학기술원 |
| 기술명 | 이산화탄소로부터 금속이 도핑된 탄소소재 합성방법 |
| 기술개요 |
본 발명에 따른 이산화탄소를 이용하여 합성된 탄소소재는 기존의 이산화탄소를 원료로 하여 탄소소재를 생산하는 고온/고압의 초임계공정이 아닌, 상압의 온건한 조건에서 이산화탄소로부터 탄소소재를 합성함으로써 기존의 제조공정보다 에너지를 절감할 수 있는 경제적인 공정이다. 본 발명의 이산화탄소를 이용하여 합성된 탄소소재는 연료전지의 양극에서 일어나는 산소환원반응(ORR, Oxidation Reduction Reaction)의 촉매로 사용 될 수 있으며, 고가의 백금촉매를 대체할 수 있는 잠재력을 갖고 있다. 또한, 본 발명의 이산화탄소를 이용하여 합성된 탄소소재는 차세대 에너지 저장매체인 Supercapacitor에도 적용될 수 있으며, 촉매의 담체나 가스분리 매체로도 사용될 수 있다. |
| 개발상태 | 기능 및 개념 검증 |
| 기술의 우수성 |
1) 연료전지는 연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 차세대 무공해 에너지로 각광받고 있다. 연료전지의 양극 반응은 산소환원반응으로 현재 백금이 이 반응에 대한 촉매로 주로 쓰이고 있다. 하지만 백금 촉매의 경우 고가의 가격과 내구성이 떨어진다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이에 대한 대안으로 붕소나 질소가 도핑되어 있는 탄소물질이 제기되고 있다.
2) 최근 이러한 물질에 비귀금속인 철을 반응시켜 철/질소/카본을 산소환원반응의 활성점으로 하여 반응을 촉진시킨 연구가 선행된 바 있다(Wu et al., J. Am. Ceram. Soc., 34, 9082-9085, 2012; Wu et al., Science, 332, 443-447, 2011). 전이금속과 질소가 함유된 촉매에서의 활성점은 전이금속 자체 보다는 전이금속으로 인한 질소와 탄소의 결합 형태에 따라 달라진다(Wu et al., J. Am. Ceram. Soc., 34, 9082-9085, 2012; Wu et al., Science, 332, 443-447, 2011). 3) 따라서 본 기술에서는 여러 종류의 전이 금속을 사용하여 금소과 보론/질소가 도핑된 탄소재료를 연료전지 촉매로서의 활성변화를 측정하였다. 전이금속으로는 철뿐만 아니라 코발트, 니켈, 망간의 전구체를 사용하였다. 또한 백금, 금 등의 소량의 귀금속이나 리튬, 나트륨 등의 알칼리 금속, 마그네슘 등의 알칼리 토금속을 사용할 수 있다. 4) 또한 이산화탄소의 전환공정을 통하여 합성된 탄소재료는 실제 연료전지의 촉매이외에도 에너지 저장체의 또 다른 형태인 슈퍼커패시터(supercapacitor)의 전극 물질, 촉매의 담체 또는 가스분리 매체로도 사용될 수 있다. 5) 본 기술은 상압(1기압)에서 이산화탄소로부터 철, 망간, 코발트, 니켈, 리튬, 나트륨 등의 금속을 함침한 다공성 탄소를 합성하여 연료전지의 촉매로서 활용된 예와 이산화탄소를 이용하여 금속/붕소/카본이나 금속/질소/카본, 금속/질소/붕소/카본을 합성한 예가 없음을 인식하고, 온건한 조건에서 이산화탄소로부터 붕소 하이드라이드 환원제를 이용하여 부가가치가 높은 탄소재료로 합성하는 것을 기반으로 한다. |
| 응용분야 |
1) 에너지 전환 : Fuel cell
2) 에너지 저장 : Supercapacitor 3) oil gas separation : magnetic carbon particle |
| 시장규모 및 동향 |
1) 최근 지구온난화를 야기하는 온실가스 중 하나인 이산화탄소의 저감이 글로벌 이슈로 부각되고 있다. 이러한 이산화탄소를 줄이기 위한 방안으로 이산화탄소의 분리 및 포집에 대한 연구가 활발해 이루어지고 있다. 2) 하지만 이산화탄소의 분리 및 포집의 방법만으로는 현재 전 세계에서 배출되는 20 gigaton이상의 이산화탄소를 처리하기가 어려운 실정이다. 이산화탄소를 해양에 포집할 경우 해양의 pH가 변하여 해양생태계가 파괴될 수 있고, 또한 해양 바닥에 저장하는 방법은 지진이나 해일에 의해 저장된 이산화탄소가 분출되는 위험성이 있다. 이러한 문제점을 고려했을 때 가장 지속가능하고 경제적인 방법은 이산화탄소를 원료로 하여 부가가치가 높은 물질을 합성하는 제조공정을 개발하는 것이다. 3) 또한 이 제조공정이 기존의 공정에 비해 에너지 사용으로 인한 이산화탄소의 발생이 적은 공정이어야 한다. 기존의 이산화탄소 전환기술은 일반적으로 고온/고압 또는 초임계 공정을 사용하기 때문에 오히려 이산화탄소의 발생된다고 할 수 있다. 4) 따라서 좀 더 온건한 조건인 상압에서 이산화탄소를 전환시키는 본 기술은 시장 진입을 함에 있어서 훨씬 경쟁력이 있는 공정이라고 할 수 있다. 5) 국외시장에서 프랑스의 종합금융서비스 기업 Societe Generale에 따르면(2008) 장기적으로 CO2 capture & Storage (CCS)를 통한 이산화탄소 감축이 활성화되는 2030 년경에는 시장규모가 최대 약 2,000억 유로에 달할 것으로 보인다. 이미 많은 기업들이 전환기술 개발에 참여하고 있으나 IPCC에 따르면 산업용 재료로 사용이 가능한 이산화탄소의 양은 약 115 MtCO2로 이산화탄소배출량에 비해 턱없이 부족하다. 6) 국내는 500 MW급 발전소 1기에서 나오는 250 만톤 CO2에 대한 전환기술의 적용으로는 그 저감량이 극히 적다. 하지만 CCS 전환기술은 큰 부가가치를 생산할 수 있고, 미래 저탄소 녹색경제로 발전하기 위한 연결고리가 될 가능성이 높다. |
| 희망거래유형 | |
| 사업화적용실적 | |
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