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산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환공정

  • 기술번호 : KST2019029517
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환공정 방식 수소/합성가스/전력 생산 및 CO2 포집 기술 공정에 관한 것으로서, 구체적으로 태양열의 지원을 받으면서 메탄가스 등의 연료로부터 산소공여입자를 이용한 산화환원 반응의 순환반응을 통해 수소, 합성가스 및 전기를 생산하고 CO2를 포집하는 공정 기술에 관한 것이다. 본 발명의 공정은 메탄가스를 고 부가가치의 화학물질(합성가스, 수소) 또는 전기로 직접 전환이 가능하고, 태양열의 지원을 받으면서 합성 가스를 생산하는 공정 모드에서는 순산소 분리를 위한 장치가 요구되지 않고, 태양열의 지원을 받지 않고 전기를 생산하는 공정 모드에서는 CO2 분리를 위한 장치가 요구되지 않는 등 공정 구성이 간단하고 효율이 높으며 친환경적인 공정이다.
Int. CL C01B 3/02 (2006.01.01) C01B 3/24 (2006.01.01) C01B 3/50 (2006.01.01) H02S 10/30 (2014.01.01) F01K 25/08 (2006.01.01)
CPC C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01) C01B 3/02(2013.01)
출원번호/일자 1020160028207 (2016.03.09)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-1768001-0000 (2017.08.08)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20170816) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.03.09)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 조원철 대한민국 대전광역시 유성구
2 강경수 대한민국 대전광역시 유성구
3 박주식 대한민국 대전광역시 유성구
4 배기광 대한민국 세종특별자치시 다솜로 ***,
5 정성욱 대한민국 대전광역시 서구
6 김종원 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 노경규 대한민국 서울시 서초구 반포대로**길 ** 매강빌딩 *층(에이치앤에이치국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2016.03.09 수리 (Accepted) 1-1-2016-0227629-65
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2016.09.09 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2016.11.10 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2017-0011865-28
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2017.01.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0049942-02
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)		 2017.02.20 수리 (Accepted) 1-1-2017-0169210-34
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2017.02.20 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2017-0169211-80
8 등록결정서
Decision to grant		 2017.07.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0525060-80
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166801-48
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
태양열을 이용하는 경우, 태양열 집광기를 통해 고온의 열을 환원 반응기에 공급하고, 탄화수소 연료와 산소공여입자를 상기 환원 반응기에 공급하여, 탄화수소 연료는 산소공여입자에 의한 부분 산화 반응에 의하여 합성가스로 전환되고, 산소공여입자는 환원되는 단계; 및환원된 산소공여입자가 산화 반응기로 이송하고, 스팀을 상기 산화 반응기에 공급하여, 환원된 산소공여입자가 스팀에 의한 환원 반응에 의하여 산화되고 수소를 생성하는 단계;를 포함하고,이때, 산화 반응기에서 산화된 산소공여입자는 다시 환원 반응기로 이송되어 다시 순환반응이 일어나며,태양열을 이용하지 않는 경우, 탄화수소 연료와 산소공여입자를 환원 반응기에 공급하여, 탄화수소 연료는 산소공여입자에 의한 완전 산화 반응에 의하여 CO2 및 물로 전환되고, 산소공여입자는 부분 환원되는 단계; 및부분 환원된 산소공여입자는 산화 반응기로 이송하고, 공기를 상기 산화 반응기에 공급하여, 부분 환원된 산소공여입자가 공기와 반응하여 완전 산화되고 질소를 생성하는 단계;를 포함하며,이때, 산화 반응기에서 산화된 산소공여입자는 다시 환원 반응기로 이송되어 다시 순환반응이 일어나는,산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정
2 2
제 1항에 있어서, 상기 탄화수소 연료는 메탄, 셰일가스, 합성가스 및 석탄으로 구성된 군으로부터 선택된 것인, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정
3 3
제 1항에 있어서, 상기 산소공여입자는 세리아(Ceria), 플루오라이트(Fluorite) 또는 스피넬(Spinel) 소재 중 하나 이상을 혼합한 이상-혼합 이온 전자 전도(Dual Phase-mixed ionic electronic conducting, Dual Phase-MIEC) 소재로 구성된 지지체를 포함하는, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정
4 4
제 1항에 있어서, 상기 산소공여입자는 Fe2O3, CuO, NiO 및 MnO로 구성된 군으로부터 선택되는 전이금속 산화물; 및CeO2 및 YSZ로 구성된 군으로부터 선택된 이온 전도도 물질, 및 페라이트(Ferrite) 또는 페브로스카이트(perovskite) 계열의 전자 전도도 물질이 혼합된 지지체;를 포함하는, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정
5 5
제 4항에 있어서, 상기 산소공여입자는 전이금속 산화물로서 Fe2O3; 및지지체로서 YSZ와 NiFe2O4이 99:1 ~ 1:99 중량비로 혼합된 지지체;를 포함하는, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정
6 6
제 1항에 있어서, 상기 반응기는 고정층, 유동층, 다단 유동층, 이동층, 모놀리식 반응기(monolithic reactor), 포말 반응기(foam reactor), 로터리식 반응기(rotary-type reactor) 및 용적 가스-입자 태양열 수용 반응기(volumetric gas-particle solar receiver-reactor)로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 형태인, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정
7 7
제 1항에 있어서, 상기 반응기에서 입자와 가스의 접촉은 동방향(co-current) 또는 역방향(counter-current) 타입 방식인, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정
8 8
태양열을 이용하는 경우, 태양열 집광기를 통해 고온의 열을 환원 반응기에 공급하고, 탄화수소 연료와 산소공여입자를 상기 환원 반응기에 공급하여, 탄화수소 연료는 산소공여입자에 의한 부분 산화 반응에 의하여 합성가스로 전환되고 산소공여입자는 환원되며, 이때 생성된 합성가스는 환원 반응기의 배출구를 통해 배출되는 단계; 및환원된 산소공여입자가 산화 반응기로 이송하고, 스팀을 상기 산화 반응기에 공급하여, 환원된 산소공여입자가 스팀에 의한 환원 반응에 의하여 산화되고 수소를 생성하며, 이때 생성된 수소 가수는 산화 반응기의 배출구를 통해 배출되는 단계;를 포함하고,이때, 산화 반응기에서 산화된 산소공여입자는 다시 환원 반응기로 이송되어 다시 순환반응이 일어나며,태양열을 이용하지 않는 경우, 탄화수소 연료와 산소공여입자를 환원 반응기에 공급하여, 탄화수소 연료는 산소공여입자에 의한 완전 산화 반응에 의하여 CO2 및 물로 전환되고 산소공여입자는 부분 환원되며, 이때 생성된 CO2 및 스팀 가스는 환원 반응기의 배출구를 통해 배출되는 단계; 및부분 환원된 산소공여입자는 산화 반응기로 이송하고, 공기를 상기 산화 반응기에 공급하여, 부분 환원된 산소공여입자가 공기와 반응하여 완전 산화되고 질소를 생성하며, 이때 생성된 질소 가스는 산화 반응기의 배출구를 통해 배출되는 단계;를 포함하며,이때, 산화 반응기에서 산화된 산소공여입자는 다시 환원 반응기로 이송되어 다시 순환반응이 일어나고,상기 환원 반응기에서 생성된 CO2 및 스팀 가스는 응축을 통하여 스팀을 제거한 후 CO2를 포집하며,상기 산화 반응기에서 생성된 질소 가스는 열회수 장치 및 터빈을 이용하여 전기를 생산하는 것을 특징으로 하는,수소, 합성가스 및 전력 생산 및 CO2 포집 방법
9 9
제 8항에 있어서,태양열을 이용하는 경우, 환원 반응기에서 생성된 합성가스는 피셔트롭쉬(Fischer-Tropsch, FT) 반응을 통하여 액화연료로 전환시키는, 수소, 합성가스 및 전력 생산 및 CO2 포집 방법
10 10
제 8항에 있어서,태양열을 이용하는 경우, 산화 반응기에서 생성된 수소 가스는 정제를 통하여 수소를 획득하는, 수소, 합성가스 및 전력 생산 및 CO2 포집 방법
11 11
삭제
12 12
삭제
13 13
태양 에너지를 흡수하여 열에너지로 전환시켜 열을 환원 반응기에 공급하는 태양열 집광기;상기 태양열 집광기로부터 열을 공급하는 열 공급부, 탄화수소 연료 또는 산소공여입자를 주입하는 가스 또는 입자 주입부, 및 가스를 배출하는 가스 배출부를 포함하며, 탄화수소 연료 및 산소공여입자가 반응하는 환원 반응기;스팀 또는 공기를 주입하는 가스 주입부 및 가스를 배출하는 가스 배출부를 포함하며, 산소공여입자가 물 또는 공기와 반응하는 산화 반응기;를 포함하고,상기 환원 반응기와 산화 반응기는 서로 산소공여입자를 이송하는 각각의 이송부로 연결되어 있고, 상기 이송부는 환원 반응기에서 산화 반응기로 산소공여입자를 이송하는 이송부 및 상기 산화 반응기에서 환원 반응기로 산소공여입자를 이송하는 이송부로 구성되는, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정 시스템
14 14
제 13항에 있어서, 상기 환원 반응기의 가스 배출부에 연결되고, 배출되는 합성가스로부터 액화 연료로 전환시키는 피셔트롭쉬(Fischer-Tropsch, FT) 반응기를 더 포함하는, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정 시스템
15 15
제 13항에 있어서, 상기 환원 반응기의 가스 배출부에 연결되고, 배출되는 CO2 가스를 포집하는 CO2 포집기를 더 포함하는, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정 시스템
16 16
제 13항에 있어서, 상기 산화 반응기의 가스 배출부에 연결되고, 배출되는 수소 가스를 정제하는 수소 가스 정제기를 더 포함하는, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정 시스템
17 17
제 13항에 있어서, 상기 환원 반응기 또는 산화 반응기의 가스 배출부에 연결되고, 배출되는 가스 또는 스팀으로부터 전기를 생산하는 가스 터빈기 또는 증기 터빈기를 더 포함하는, 산소공여입자를 이용한 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정 시스템
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삭제
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삭제
20 20
전이금속 산화물로서 Fe2O3; 및지지체로서 YSZ와 NiFe2O4이 99:1 ~ 1:99 중량비로 혼합된 지지체를 포함하는, 하이브리드 태양열-화학적 순환 공정용 산소공여입자
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 한국에너지기술연구원 주요사업(구, 기본사업) 태양열 저장 및 수소제조용 매체 개발