대기오염물질 저감/제거장치 기술현황과 환경/에너지분야 촉매기술 연구동향 분석

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제조사: 지식산업정보원

규격: 704쪽 (A4)

ISBN: 979-11-5862-081-3 93500

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촉매는 자신은 그대로 있으면서 다른 화학반응이 쉽게 일어나도록 돕는 물질로, 똑같은 재료를 사용하는 화학반응이라도 어떤 촉매를 사용하느냐에 따라 완전히 다른 물질이 만들어질 수 있다. 현재 화학 공정의 90% 이상에서 촉매를 사용하고 있으며, 시장조사 기관 아메리연구소에 따르면 2017년 세계 촉매시장은 260억 달러 규모에서 2024년에는 630억 달러까지 커질 것으로 전망했다. 다양한 물건의 재료가 되는 플라스틱, 비료, 각종 의약품 등 촉매를 이용하는 산업의 생산을 모두 합치면 15조 달러에 이른다.

 

 

 

 촉매산업은 최근 환경, 첨단 에너지 분야 등으로 영역을 급속히 넓히고 있다. 에너지 분야에서는 고용량 배터리나 수소자동차 연료전지용 촉매 개발이 한창이며, 전기차의 배터리 용량을 증가시키는 데에도 촉매가 사용되는데 미국 IBM사에서는 공기 중의 산소를 끌어와 금속을 산화·환원시키면서 방전과 충전을 하는 리튬·공기전지에 투자 중이다. 오염된 환경을 정화하는 기술에도 촉매가 필수적이다. 미세 먼지와 같은 대기오염을 줄여주거나 배기가스 정화에 사용하는 촉매가 개발되고 있으며, 더불어 이산화탄소를 수소와 반응시켜 유용한 석유화학 원료로 만드는 이산화탄소 자원화 기술에서도 촉매가 활용된다.

 

 

 

 국내의 경우 미세먼지에 대한 근본적인 대책을 마련하기 위해 과학기술 연구개발이 필수적이다. 기존 방식대로 필터로 먼지를 포집한 후 분석하는 방법은 신속한 발생원 파악이 어려워 실시간 성분 분석이 가능한 정밀측정장비 개발이 필수적이다. 미세먼지 측정기술의 국산화 뿐 아니라 발생한 미세먼지를 포집하고 제거하는 저감기술개발도 함께 이루어져야 한다. KIST, 한국기계연구원 등 10개 연구기관이 참여하고 있는 '범부처 미세먼지 국가 전략 프로젝트 사업단'에서는 미세먼지 발생원인 규명 연구시설인 '중형 스모그 챔버'를 구축해 2018년 국내 미세먼지의 2차적 발생원인 규명을 계획하고 있다.

 

 

 

 이에 본원 R&D정보센터에서는 차세대 촉매 기술개발에 대한 경쟁력을 강화하고자   「대기오염물질 저감/제거장치 기술현황과 환경/에너지분야 촉매기술 연구동향 분석」 을 발간하였다. 본서 1편에서는 국내외 미세먼지 발생추이와 관리 제도를 파악하여 오염물질 집진·저감·제거장치와 촉매개발 연구동향을 다루었고, 2편에서는 탄소자원화 및 연료전지의 촉매기술과 활용사례를 다루었다. 모쪼록 본서가 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

 

 

 

제 Ⅰ편 미세먼지·배기가스 측정/저감/제거장치 및 촉매기술 주요동향
제 1장 국내외 미세먼지 발생추이와 관리대책 현황
1. 미세먼지 및 초미세먼지의 발생과 영향
1) 미세먼지
(1) 정의
(2) 미세먼지의 특성과 한국형 미세먼지의 발생 요인
가. 스모그현상으로 목격되는 부유먼지와 미세먼지
나. 최근으로 올수록 고농도 미세먼지는 증가하는 경향
다. 시간적·공간적 요인에 영향을 많이 받는 한국형 미세먼지
A) 공간적 요인
B) 시간적 요인
라. 일상 생활환경에서도 미세먼지에 대량 노출
마. 현재 물질 특성별로 각각 관리 중인 미세먼지 배출 데이터를 통합 관리할 필요
A) 대기오염물질
B) 기체상 대기오염물질
(3) 발생원
(4) 석탄화력 운영현황 및 미세먼지 관련성
가. 중국의 석탄화력 발전 정책
나. 국내 석탄화력발전 현황 및 경과년수
다. 신규 민간석탄화력발전 8기 추진현황
라. 신규 석탄화력 발전소와 노후 석탄화력발전소 환경성 비교
마. 신규 석탄화력 발전 - USC 기술 적용
(5) 미세먼지의 영향
가. 미세먼지와 호흡기질환
나. 미세먼지와 심혈관질환
다. 농작물 및 생태계에 미치는 영향
라. 산업활동에 미치는 영향
2) 초미세먼지
(1) 초미세먼지의 주요 배출, 생성원
(2) 초미세먼지 영향
(3) 초미세먼지 관리를 위한 과학적 이해의 필요성
가. 배출 특성
나. 이동, 변환
다. 노출 및 위해도
(4) 인공위성을 활용한 초미세먼지의 관측과 예측
가. 인공위성을 활용한 초미세먼지의 관측
나. 초미세먼지와 황사와의 관계 및 인공위성을 통한 예측
2. 국내외 미세먼지 현황과 추이 비교분석
1) 국별 미세먼지 추이 비교
2) 국내 지역별 미세먼지와 대기오염물질 추이 비교
3) 미세먼지 생성물질의 지역별 영향 분석
(1) 국내 미세먼지와 주요 대기오염물질 현황
가. 데이터
나. 국내 미세먼지와 주요 대기오염물질 상관관계
(2) 미세먼지 발생에 미치는 대기오염물질의 영향
3. 국내외 미세먼지 관리대책 및 정책
1) 국내
(1) 미세먼지 관리 종합대책 - 미세먼지 30% 감축 목표
가. 발전부문
A) 단기대책(∼‘18년 상반기)
B) 중장기대책(‘18년 하반기∼‘22년)
나. 산업부문
A) 단기대책(∼‘18년 상반기)
B) 중장기대책(‘18년 하반기∼‘22년)
다. 도로 수송부문
A) 단기대책(∼‘18년 상반기)
B) 중장기대책(‘18년 하반기∼‘22년)
라. 비도로 수송부문(Off-road)
A) 단기대책(∼‘18년 상반기)
B) 중장기대책(‘18년 하반기∼‘22년)
마. 생활부문
A) 단기대책(∼‘18년 상반기)
B) 중장기대책(‘18년 하반기∼‘22년)
바. 국제협력 강화
A) 한⦁중 양자협력 및 공동대응 강화
B) 동아시아 차원의 국제적 노력 강화
(2) 국내 미세먼지 예·경보제도
가. 국내 미세먼지 예보제도
나. 국내 미세먼지 경보제도
2) 국외 미세먼지 관리대책 및 정책
(1) 미국 미세먼지 관리대책 및 정책
가. 캘리포니아
나. 미국 SCAQMID(South Coast Air Quality Management District)
A) 대기질 현황
B) 배출원의 배출량
C) 저감대책
다. 뉴욕
A) PM관리
B) 황산화물 관리
C) 질소산화물 관리
(2) 영국 미세먼지 관리대책 및 정책
(3) 독일 미세먼지 관리대책 및 정책
(4) 프랑스 미세먼지 관리대책 및 정책
(5) 중국 미세먼지 관리대책 및 정책
(6) 일본 미세먼지 관리대책 및 정책
가. 일본 도쿄도
A) PM2.5 환경기준
B) PM2.5 농도 현황
C) 경유차 배출가스 대책
D) 고정발생원 대책
E) VOC 배출량 삭감 대책
나. 일본 우베시
3) 중국발 초미세먼지 피해에 대한 법적대응 가능성
(1) 대기오염 피해로 법적 대응에 나선 싱가포르
(2) 국경을 못 넘는 법률
(3) 다자조약과 환경문제
가. 지지부진한 범세계적 다자조약
나. 북유럽 산성비 문제를 해결한 지역 내 다자조약
다. 한 ·중 ·일 다자협력
(4) 국경을 넘어 이동하는 대기오염 물질을 국제협력으로 해결한 유럽
가. 8개의 의정와 감축의 강도
나. 유럽 CLRTAP 시사점
4) 동북아의 대기 오염 문제 해결을 위한 다자협력 현황 및 전망
(1) 동북아환경협력계획의 개요 및 경과
(2) 동북아 장거리 이동 대기오염물질 공동연구사업 및 한·중·일 전문가회의 경과
(3) 동아시아 산성강하물 모니터링 네트워크(EANET)
(4) 한·중·일 대기오염 정책대화
(5) 한·중 대기질 공동연구단
(6) 한⦁일 협력
제 2장 미세먼지 측정기술 동향과 산업경쟁력 분석
1. 미세먼지 관련 국내 정부 R&D 동향
1) 각국 대기질 기준 현황
2) 각국의 미세먼지 관련 기준
3) 우리 정부의 미세먼지 관련 사업 추진 현황
4) 미세먼지 관련 우리나라 정부 연구개발 현황
2. 국내 미세먼지 기술 산업경쟁력 분석
1) 미세먼지 기술 시장 환경
(1) 시장변화 동인 및 제약사항
가. 대기오염 저감장치
나. 대기오염 측정장치
(2) 기회요인
가. 대기오염 저감장치
나. 대기오염 측정장치
(3) 시장 경쟁 환경
가. 대기오염 저감장치
A) 공기정화기 및 필터 제조업체
B) 기술력 기반 대기업
C) 기타 제조업체
나. 대기오염 측정장치
(4) 선도 기업 경쟁 전략
가. 대기오염 저감장치
나. 대기오염 측정장치
2) 미세먼지 기술 시장 전망
(1) 지역별 전망
(2) 제품별 전망
(3) 용도별
3) 미세먼지 관련 기술동향
(1) 주요국 특허 출원동향
(2) 기술변화의 주기
4) 미세먼지 기술경쟁력 분석
(1) 기술경쟁구조 분석
가. 대기오염 저감장치
나. 대기오염 측정장치
(2) 기술수준 분석
가. 국내 기업이 활동하는 기술 분야 도출
나. 산업 관련 집진기술 기술수준과 주요활동
다. 주거 관련 집진기술 기술수준과 주요활동
라. 차량용 배기장치 관련 집진기술 기술수준과 주요활동
마. 대기오염 샘플러 관련 집진기술 기술수준과 주요활동
바. 입자계수기 관련 집진기술 기술수준과 주요활동
사. 국내 기업이 활동하는 분야의 선도 기업과 중국 출원인 정리
A) 산업 관련 집진기술 분야의 선도 기업, 국내 기업, 중국 출원인
B) 주거 관련 집진기술의 선도 기업, 국내 기업, 중국 출원인
C) 차량용 배기장치의 선도 기업, 국내 기업, 중국 출원인
D) 대기오염 샘플러의 선도 기업, 국내 기업, 중국 출원인
E) 입자계수기의 선도 기업, 국내 기업, 중국 출원인
3. 분야별 미세먼지 현황 및 저감사례
1) 교통분야
(1) 미세먼지 현황
(2) 미세먼지 저감 사례
가. 대만 카오슝(Kaohsiung)
나. 콜롬비아 메데인(Medellin)
다. 네덜란드 흐로닝언(Groningen)
라. 독일 베를린(Berlin)
마. 중국
A) 중국 상하이(Shanghai)
B) 중국 항저우(Hangzhou)
바. 대만 타이페이(Taipei)
사. 미국의 자전거 친화기업 인증제도 BFB
(3) 자전거 친화도시 기반조성 사례
가. 프랑스 파리의 Docking Station
나. 독일 자전거 전용 고속도로 Bike Superhighway
다. 네덜란드 아인트호벤(Einddhoven)의 도심자전거 도로망
라. 바르셀로나의 Superblock
마. 자전거 주차장
바. 자전거 스마트 보관함
사. 자전거 수리대
(4) 배출가스 저감장치
2) 생활분야
(1) 미세먼지 현황
(2) 미세먼지 저감 사례
가. 고기구이집 배기정화
나. 난로/보일러
다. 화실개선
라. 화실급기 장치
마. 연통
바. 소형 집진
사. 고효율 바이오매스 보일러
아. 국내보급 고효율 난로/보일러
자. 나무가스화 장치
차. 축열식 화목난방
카. 중소형 바이오가스 설비
타. 농업부산물 보일러
(3) 생활분야 적정기술 선정 및 제안
가. 에너지기술 수용
나. 화목난방장치 개선
3) 산업분야
(1) 미세먼지 현황
(2) 미세먼지 저감 기술
가. 저NOx버너
나. 집진장치
다. 독일 Chimney Top
라. 독일 Purge Air
마. 독일 Double Pipe
바. 독일 금속형 망세정
사. VOC Rotor 응축기
아. 흡수 필터
자. 촉매산화방식
차. 연소방식
카. 세정방식
4. 미세먼지 측정기술 주요동향
1) 미세먼지 측정시스템 개요
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위
가. 제품분류 관점
나. 공급망 관점
2) 산업환경
(1) 산업의 특징
(2) 산업의 구조
3) 시장환경
(1) 세계시장
(2) 국내시장
(3) 무역현황
4) 가스센서 주요기술 및 업체동향
(1) 가스센서용 소자의 구분
가. 전기화학식 가스센서(Electrochemical type)
나. 접촉연소식 가스센서(Catalytic Combustion type)
다. 반도체식 가스센서 (Semiconductor type)
라. 광학식(적외선식) 센서
(2) 이차원 소재기반 가스센서 연구 현황
가. 이차원 물질 기반 가스센서 작동 원리
나. 이차원 물질 표면 및 구조에 따른 가스센서 특성
다. 표면 처리를 통한 이차원 물질 가스 센싱 성능 향상
라. 이차원 물질을 이용한 투명 유연 기능 가스 센서 연구
마. 가스분자들의 선택적인 센싱 성능 연구 및 이차원 물질 이종 접합구조 가스센서
(3) 자동차 배기가스용 온도센서 개발 동향
가. 배기 후처리 장치
나. 온도센서
다. 국내외 기술개발 동향
(4) 가스센서 시장동향
가. 기술구분에 따른 시장동향
나. 주요지역별 시장동향
(5) 가스센서 주요국가별 정책 및 연구동향
가. 미국
나. 일본
다. 유럽
라. 국내 정책 및 연구동향
(6) 국내외 가스센서 주요업체 현황
가. 해외 주요업체 현황
A) 미국
B) 일본
C) 유럽
나. 국내 주요업체 현황
(7) 미세먼지 관련 센서 기업 분석
가. 주요기업 비교
나. 해외업체동향
다. 국내업체동향
5) 국내 미세먼지 감시 ‘정지궤도 환경위성’ 개발동향
(1) 배경 및 목적
(2) 사업 개요
(3) 업무 추진 경과
(4) 향후 계획
6) 미세먼지 측정/분석 기술 동향
(1) 연속식(반연속식) 미세먼지 분석기술
가. 미세먼지 질량농도 분석
A) 수동방식(로우볼륨 에어 샘플러법)
B) 자동방식(베타선법)
C) 자동방식(TEOM법)
나. 입경, 흡습성, 휘발성, 화학성분 동시분석
다. 유기 및 원소탄소 농도 분석법
라. 화학원소 및 금속성분 분석법
A) 레이저유도 플라즈마 분광(LIBS)분석법
B) 엑스레이 형광 분광분석(XRF)법
마. 이온농도 분석법
바. PAH(Polynuclear Aromatic Hydrocarbon) 분석법
사. AMS(Aerosol Mass Spectrometry) 분석법
(2) Bulk시료 상 미세먼지 분석기술
가. 미세먼지 농도 분석법(중량법 : Gravimetric method)
나. 형태, 원소성분 및 금속농도 분석법
다. 이온농도 분석법
A) 전처리
B) 분석
C) 음이온 표준물질
D) NH4+ 표준물질
라. 유기 및 원소탄소 농도 분석법
A) 열산화법
B) 열광학반사도볍 및 열광학적 투과도법
마. 금속성분 농도 분석법
바. 중금속농도 분석법
사. PAH(Polynuclear Aromatic Hydrocarbon) 분석법
A) 시료 채취
B) PAH 추출 및 전처리 방법
C) GC/MS를 이용한 PAH 분석방법
7) 미세먼지 관련 검출/측정 신기술 개발동향
(1) 공기중에 떠돌아 다니는 유해생물 측정기술(ADD)
(2) Cr6+ 이온의 선택적 비색 검출법 개발 기술
(3) 국내 중소기업 미세먼지 측정시스템 개발사례
8) 미세먼지 기술관련 특허분석
(1) 미세먼지 측정 시스템 특허 상 주요 기술
(2) 세부 분야별 특허동향
가. 주요 기술별 국가별 특허동향
나. 주요 기술별 출원인 동향
A) 감지기술 주요 출원인 동향
B) 분석 기술 주요 출원인 동향
C) 모니터링 기술 주요 출원인 동향
다. 미세먼지 측정 시스템 분야의 주요 경쟁기술 및 공백기술
라. 최신 국내 특허기술 동향
마. 중소기업 특허전략 수립 방향 및 시사점
제 3장 대기오염 물질 집진·제거장치/저감필터 주요동향
1. 대기오염 물질처리 소재/공정 관련 주요동향
1) 개요
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
가. 제품분류 관점
나. 공급망 관점
2) 시장 환경 분석
(1) 세계시장
(2) 국내시장
3) 주요기업 기술분석
(1) 주요기업 비교
(2) 국내 중소기업 사례
4) 특허동향 분석
(1) 대기오염 물질처리 소재 및 공정 특허 주요 기술
가. 주요 기술
(2) 세부 분야별 특허동향
가. 주요 기술별 국가별 특허동향
나. 주요 기술별 출원인 동향
다. 소재 기술 분야 주요 출원인 동향
라. 평가 및 관리 기술 분야 주요 출원인 동향
(3) 대기오염 물질처리 소재 및 공정 기술 분야의 주요 경쟁기술 및 공백기술
(4) 최신 국내 특허기술 동향
(5) 중소기업 특허전략 수립 방향 및 시사점
2. 미세먼지 집진기술 기술개발 연구동향
1) 주요업체별 기술개발 동향
(1) 해외 업체동향
가. Babcock & Wilcox
나. Alstorm
다. Mitsubushi
라. Siemens
(2) 국내 업체동향
가. 포스코 ICT
나. 에어릭스
다. 제이텍
라. 벨트란코리아
마. 한국 환경산업기술원
2) 미세먼지 흡입/집진 시설 관련 연구동향
(1) 에어 블로어와 흡입기능을 가진 미세먼지 흡입시스템
가. 고효율 흡입시스템 설계
나. 결론
(2) 지하철 터널 내 미세먼지 제거를 위한 하이브리드형 집진장치
가. 실험구성
나. 결론
(3) 사이클론 선회류 약화기 구조에 따른 미세먼지 집진효율
가. 배경
나. 결론
3. 미세먼지 필터 기술개발 동향
1) 고온 배가스 정제용 필터 제조기술
(1) 개발 목적 및 필요성
(2) 고온필터의 현황
가. 상용 고온필터의 종류
나. 상용 고온필터의 열적 안정성
다. 특허분석을 통한 고온필터 조성물 파악
라. 세라믹 필터의 구조
A) Tubular filter
B) Parallel flow filter
C) Cross flow filter
D) Candle filter
(3) 연구개발 결과
가. SiC 소재를 이용한 고온용 세라믹 필터의 제조 및 집진 메커니즘 고찰
나. 제조과정의 다양한 변수들이 필터 성능에 미치는 영향 고찰
(4) 연구개발 결과 및 성능사양
(5) 공정·제품 사진 및 도면
(6) 활용계획
2) 미세먼지 저감을 위한 필터 모듈의 흡착 특성 연구
(1) 필터 모듈 제작
(2) 입경별 흡착 특성
가. 압력 대비 흡착 특성
나. 물재생에 의한 흡착능 평가
(3) 결론
3) 나노섬유 필터 개발
4) 환경정화용 알루미늄 전도성 섬유 필터개발
5) 실내 초미세먼지 필터 기술 개발 동향 및 향후 전망
(1) 실내 공기 오염 물질 및 발생원
(2) 실내 공기 필터 기술 동향
(3) 결론
6) 초미세먼지 정화 가능한 무필터형 공기정화장치 개발
(1) 초미세입자의 저유량 응축성장 실험 결과
(2) 수냉식 열교환 응축기를 적용한 고농도 초미세입자의 대유량 응축성장 실험 결과
(3) 무필터식 공기정화장치의 성능검증 결과
7) 미세먼지 필터적용 제품 기술 시장동향
(1) 활성탄소섬유 적용 마스크/공기정화 팬스
가. 활성탄소섬유
나. 활성탄소섬유의 구조와 특성
다. 활성탄소섬유 응용 사례
A) 마스크
B) 공기정화 팬스
(2) 국내 미세먼지 마스크 특허출원 동향
(3) 국외 초미세먼지 방진마스크 시장동향
가. 중국
A) 대기오염 속 스모그 경제
B) 마스크 시장 현황
C) 전망
나. 카타르
A) 지리·기후·산업 등 복합적 원인으로 모래먼지 발생 잦아
B) 카타르 초미세먼지 중위농도, 세계 2위 기록
C) 호흡기 질환 예방을 위한 마스크 제품 인기
다. 폴란드
A) 폴란드, 유럽 국가 중 공기오염도 최고 수준
B) 폴란드 스모그 주요 원인
C) 스모그 마스크시장 트렌드
D) 가격동향
E) 스모그 마스크 관련 유럽 인증
F) 주요 유통업체
(4) 미세방충망 시장 기술전망
가. 먼지 거르는 원천기술
나. 국내 창호·방충망업체 기술동향
A) LG하우시스
B) 한화L&C
C) 고구려시스템
D) 대상테크롤
다. 방충망 원단 제조업체 소재기술
A) 에프티이앤이(FTene)
B) 코레쉬트레이딩
C) 티엔(TN)
D) 유비라커산업
E) 윈하우징
F) 대코시스템
라. 인증체계
마. 시장전망
(5) 국내 미세먼지 차단 화장품 특허출원동향
(6) 미세먼지 공기청정기 기술 시장동향
가. 공기청정기
나. 중국 가정용 공기청정기 시장동향
A) 시장규모 및 동향
B) 경쟁동향
C) Philips
D) Panasonic
E) Whirlpool
F) Midea(美的)
G) 중국 품질인증센터(中国质量认证中心)의 자율인증(CQC)
다. 인도 공기청정기 시장동향
A) 시장규모 및 동향
B) 수입 동향
C) 경쟁동향 및 주요 경쟁기업
라. 남아공 공기청정기 시장동향
A) 시장 동향
B) 경쟁 동향
C) 수입 동향 (HS code 842139기준)
마. 미국 공기청정기 시장동향
A) 시장 규모 및 동향
B) 최근 3년 수입규모 및 상위 10개국 수입동향
C) 경쟁동향 및 주요 경쟁기업
바. 쿠웨이트 공기청정기 시장
A) 쿠웨이트의 사회․자연적 요인, 공기청정기 수요 증가 유발
B) 쿠웨이트 공기청정기 시장현황
C) 경쟁 동향 및 인기 제품
사. 홍콩 공기청정기 시장동향
A) 공기청정기 시장동향
B) 최근 공기청정기 트렌드
(7) 실내 공기정화 시장전망
가. 실내 공기정화 기술
나. 관련 기업동향
8) 다기능 촉매/흡착제 일체형 필터 개발연구
(1) PM 연소 제거 촉매 개발
(2) 질소산화물(NOx) 흡착제 개발
(3) 탄화수소 흡착제 개발
(4) 촉매슬러리 코팅 및 DPF 전산 해석
(5) 촉매 저온 활성 향상을 위한 플라즈마 시스템 도입
제 4장 대기오염 배출가스 저감/제거 촉매 연구개발 동향
1. 자동차 PM·NOx 저감기술
1) 자동차 배출허용기준의 강화
2) 디젤 자동차 PM·NOx 저감기술
(1) 배기가스재순환(EGR)
(2) 디젤산화촉매(DOC)
(3) 디젤매연여과장치(DPF)
(4) 질소산화물 저감 촉매장치(LNT, SCR)
(5) 향후의 PM·NOx 저감기술
2. 질소산화물(NOx) 저감기술 및 촉매 연구개발 동향
1) N2O 온실가스 저감 촉매 개발
(1) N2O 온실가스 저감
가. N2O 온실가스 발생원
나. N2O 온실가스 저감 기술
(2) N2O 온실가스 저감 촉매 개발
가. 아디프산(Adipic Acid) 생산 공정
나. 질산(Nitric Acid) 생산 공정
(3) 신촉매 개발 동향
가. 동시 저감 촉매
나. 저온 분해 촉매
2) 질소산화물 제거를 위한 선택적촉매환원법(SCR) 기술동향
(1) 촉매를 이용한 NOx 제어
(2) SCR 촉매의 활성저하
(3) SCR 촉매의 재생
3) 사용 후 SCR촉매의 재제조 기술 및 시장현황
(1) 사용 후 SCR촉매의 재제조 기술
가. 해체(분해) 단계
나. 세척(세정)단계
다. 검사 및 분류
라. 수리⋅조정
마. 재조립
A) 사례 1. 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 개발(일본/Babcock Hitachi K.K.)
(2) 사용 후 SCR촉매 재제조 시장
가. 시장 현황 및 전망
나. 사용 후 SCR촉매 처리현황
(3) 기대효과
가. 경제적 기대효과
나. 환경적 기대효과
4) 배연탈질시스템 촉매성능 관리
(1) 배연탈질촉매에 대한 성능관리 체제
가. 배연탈질촉매의 성능관리 활동
5) 디젤차량 배출가스 저감장치 촉매 기술
(1) 고내열성 질소산화물 저감 촉매 기술
(2) 오프로드 디젤엔진 N₂O 억제 촉매 신기술 인증
(3) 세계 최고 차세대 탈질기술 환경설비
3. 대기오염 배출가스의 제어와 저감을 위한 촉매 연구동향
1) 이륜자동차(125cc)의 배출가스와 삼원촉매 연구
(1) 이륜자동차의 λ제어 및 배기가스 특성
(2) 이륜자동차의 삼원촉매 특성
(3) WMTC모드에서의 삼원촉매 운전특성
2) 상온산화 촉매 기술의 동향과 전망
(1) 개요
(2) 실내공기 공기오염원 종류
(3) 실내공기오염 제어방법
(4) 촉매 제조 기술 동향
(5) 상온 산화 연구 동향
가. 포름알데히드 상온산화 촉매의 연구 동향
나. 일산화탄소(CO) 상온산화 촉매의 연구 동향
3) 일산화탄소 산화 촉매 기술개발
(1) 일산화탄소를 산화시킬 수 있는 초저온 촉매 개발
(2) 나노 촉매 합성법 ‘온도조절 화학 기상증착법’ 개발
가. 연구배경
나. 연구내용
다. 기대효과
4) 아세트알데히드와 오존 복합악취 저감 관련 망간기반 촉매연구
(1) 서론
가. 습식 전기집진 기술
나. 휘발성 유기화합물 처리기술
(2) 실험
(3) 결과 및 고찰
5) 초저에너지-초저배출 자동차 기술 개발
(1) 저온형 고성능 자동차 촉매 개발
가. 저온 활성과 수열 안정성이 우수한 환원 촉매 개발
나. 나노 화학 기술을 이용한 귀금속 산화 촉매
다. 계산화학적 방법을 이용한 금속 산화물에서의 CO 산화반응 메커니즘 규명
라. 이종원소가 도핑된 금속 산화물에서 산화반응의 활성을 쉽게 예측하기 위한 인자규명
(2) 고효율 고내구성 자동차 촉매 시스템 개발
가. SMSI 특성을 이용하여 귀금속 촉매의 소결을 억제함으로써 내열성 및 수열안정성이
   우수한 자동차 촉매 개발
나. 피독 저항성이 우수한 촉매 개발
다. 배출가스 정화시스템의 최적 제어 및 이상 진단 시스템 개발
4. 오염물질 제거용 광촉매 개발 주요동향
1) 환경공학분야의 광촉매 활용동향
(1) 광촉매의 정의 및 반응 메커니즘
(2) 건설환경분야에서 광촉매 연구동향
(3) 수처리 분야에서 광촉매 응용방안
가. 광촉매 고정화 기술 활용 수처리 기술
나. 광촉매 기능 담지 분리막 제조기술
(4) 건설분야에서의 응용방안
2) 광촉매 기술동향
(1) 국내 기술 동향
가. 광촉매 원천 소재 기술
나. 광촉매 활용 건설자재 기술
A) 도로시설물용 건설자재
B) 건축물용 건설자재
C) 공기조화기기 활용 기술
(2) 국외 기술 동향
가. 광촉매 원천 재료 기술
나. 광촉매 활용 건자재 기술
A) 도로시설물용 건자재
B) 건축물용 건자재
C) 공기조화기기 활용 기술
D) 광촉매 성능평가 기술
(3) 향후 기술 전망
3) 광촉매 시장현황 및 전망
(1) 국내 산업 및 시장 동향
가. 광촉매 재료 시장
나. 도로시설물 광촉매 활용 시장
A) 도로시설물 시장
B) 광촉매 도로시설물 2차 제품 시장
C) 광촉매 도로시설물 시장 현황 분석
다. 주거 및 다중이용시설 광촉매 활용 시장
A) 건축재료 및 자재 시장
B) 광촉매 건설자재 시장
(2) 국외 산업 및 시장 동향
가. 일본
나. 미국
다. 유럽
라. 기타 국가
(3) 향후 산업 및 시장 전망
가. 국내 산업 및 시장 전망
A) 광촉매 원료 시장
B) 도로시설물 광촉매 활용 시장
C) 주거 및 다중이용시설 광촉매 활용 시장
D) 기타 광촉매 활용 시장
나. 해외 산업 및 시장 전망
A) 광촉매 원료 시장
B) 도로시설물 광촉매 활용 시장
C) 주거 및 다중이용시설 광촉매 활용 시장
D) 기타 광촉매 활용 시장
4) 광촉매 관련 특허 동향 분석
(1) 분석 배경 및 목적
(2) 분석 범위
가. 분석대상 특허 검색 DB 및 검색범위
(3) 분석대상 기술 및 검색식 도출
가. 기술분류 체계
나. 핵심 키워드 도출
다. 검색식
라. 분석방법
A) 특허기술 Landscape (정량 분석)
(4) 특허기술 Landscape 분석 정리
5) 광촉매를 활용한 담배연기의 유해물질 제거 및 정화관련 연구동향
(1) 광촉매공정과 필터를 이용한 흡연부스 공기정화연구
가. 광촉매에 의한 공기정화 이론
나. 실험 장치 및 방법
다. 흡연 시 발생되는 가스성분 제거
A) 일산화탄소
B) 포름알데히드
C) 아세트알데히드
라. 흡연 시 발생되는 미세분진 제거
A) PM10 제거특성
B) PM2.5 제거특성
(2) TiO2 광촉매의 doping 성분에 따른 담배연기의 유해물질 제거효율
가. 실험 장치 및 방법
나. 광촉매를 이용한 비주류 담배연기의 유해물질 제거
A) 일산화탄소 제거
B) 황화수소 제거
C) 암모니아 제거
D) 포름알데히드 제거
6) 실내오염물질 제거용 광촉매의 제조조건에 따른 반응활성 연구동향
(1) 촉매 제조 방법
(2) 결과 및 고찰
가. 광촉매 담체에 따른 반응 활성
나. metal foam의 구조적 특성에 따른 반응활성
다. 가스별 반응활성 및 활성증진 연구
제 5장 배기가스 후처리 장치 및 플라즈마 처리기술 동향
1. 국내 선박 배출 대기오염물질 관리현황 및 배기가스 후처리장치 개발
1) 국내 관리체계 현황 및 문제점
(1) 법제도 현황
(2) 배출 현황
(3) 문제점
2) 선박 배출 대기오염물질의 기술적 관리체계
(1) 선박 배출 대기오염물질 인벤토리 구축 방안
가. 필요성 및 현황
나. 추진 방안
다. EU 선박 배출 대기오염물질량 산정 방법
A) 선박 배출원
B) 선박 배출원의 기술적 검토
(2) 선박 배출 대기오염물질 연안 지역 모니터링 구축 방안
가. 필요성 및 현황
나. 추진 방안
A) 선박 배출 대기오염물질
다. 선박 배출 대기오염 측정망의 개념 및 설치목적
라. 설치 사례
A) 국내 사례: 부산광역시
B) 해외 사례: 미국 캘리포니아 산 페드로만 항만지역
마. 연안 지역 대기오염 측정망의 구축 및 개선방안
A) 연안 지역 공간변화에 의한 선박 배출 대기오염 측정망 배치 개선
B) 지역특성을 고려한 대기오염 측정망의 지점 수 확충
C) 연안 지역 측정망의 평가체계 마련 및 운영관리 개선
(3) 선박 배출 대기오염물질 영향도 분석 툴 개발 방안
가. 필요성 및 현황
나. 추진 방안
A) 대기오염물질 영향 해석
B) 선박 배출 대기오염물질 영향 해석을 위한 모델 선정
C) 대기질 모델링 툴 구축
다. 연안 지역 대기질 모델링체계의 구축 방향
라. 모델링 결과의 검증 강화
(4) 중장기 로드맵 작성
2) 선박 배출 배기가스 후처리 기술 연구동향
(1) 선박에서 배출되는 미세먼지 저감을 위한 배기가스 후처리장치 개발
가. 기획 의도
나. 과제 핵심기술 및 주요 연구내용
A) 중·고속엔진용 질소산화물 및 입자상물질 동시저감 기술
B) 담체 기술
C) 재생(regeneration) 기술
D) 통합 모니터링/제어/통신 기술
다. 기대효과 및 파급효과
(2) 선박용 디젤엔진의 NOx를 저감하기 위한 습식 배기가스 처리기술에 관한 연구
가. 실험장치 및 방법
나. 실험결과 및 고찰
A) 전해수에 의한 NOx 제거
B) 환원 촉매에 의한 NOx 제거
다. 결론
2. 플라즈마 기술을 활용한 미세먼지 저감기술 동향
1) 플라즈마 기술
2) 미세먼지 및 미세먼지 저감기술
3) 플라즈마를 활용한 유해가스 처리기술
(1) 저온 플라즈마를 활용한 SOx 및 NOx 동시 처리기술
(2) 유전체 장벽방전 플라즈마를 활용한 자동차 NOx 저감기술
(3) 회전 아크 플라즈마를 활용한 유해가스처리 기술
가. 회전 글라이딩 아크 플라즈마
(4) 회전 아크를 이용한 디젤차 배기정화 기술
3. 대기오염 물질처리 주요업체별 기술개발 동향
1) 해외업체동향
(1) 배가스 탈황기술
(2) 배가스 탈질기술
(3) 휘발성 유기화합물 제거기술
2) 국내업체동향
(1) 배연탈황 및 탈질설비 기술
(2) 휘발성 유기화합물 제거기술
3) 연구개발 네트워크
(1) 연구개발 기관/자원
가. 대기오염 물질처리 소재 및 공정 연구개발 기관
(2) 연구개발 자원
가. 정부 지원 프로그램
나. 중소기업 대상 시설 및 장비 지원
제 6장 촉매 기반 환경정화 기술동향
1. 나노 촉매 기반 친환경 공정 연구동향
1) 금속나노입자를 이용한 촉매 연구
(1) 나노촉매
(2) 나노입자의 형상에 따른 촉매 반응성
(3) 촉매 선택성
(4) 실시간 분석기법
2) 환경 융합 기술 사업에서 나노 소재 기술과 수처리 기술과의 융합 사례
(1) 사업 전략
(2) ‘합성(공급) 가능한 양’vs ‘필요한 양’
(3) 나노 촉매 및 나노 흡착제 중심의 수처리 기술 개발
가. Nano rod 형태의 그래핀 옥사이드 기반의 광촉매 개발(서울대 이규철 교수)
나. TiO₂ 기반의 층상 구조 형태 나노 입자 합성 (이화여대 황성주 교수 연구팀)
다. Nano Gold Rod를 이용한 고효율 산화/소독 기술 개발(명지대 이동기 교수 연구팀)
라. 폐기 고분자 전구체에 nano pore 형성 및 표면 개질을 통한 중금속의 선택적 흡착 및 
   회수 기술(한국스미더스오아시스 박상현소장)
마. TiO₂ 입자 효율 향상을 위한 나노기술 적용 및 신종 TiO₂(Black TiO₂) 입자 합성
   (UNIST 이창하교수)
바. 나노입자 수계환경 유출에 의한 위해성 최소화를 위한 기술 개발(KIST 홍석원박사연구팀)
사. 나노 소재 기반 수처리 공정 개발 기술 (KIST 이상협박사 연구팀)
3) 나노입자를 이용한 환경정화기술
2. 고효율 광촉매 유해물질 제거 연구동향
1) TiO₂ 및 ZnO 나노입자
2) 결정/무정형의 Blue Ti0₂을 이용한 광촉매 반응 및 조류 제거 기술개발
(1) HYL's TiO₂(블루 TiO₂)의 제조
(2) 광촉매 반응으로의 조류 실험 방법
(3) HYL’s 이산화티타늄 샘플들의 결정 구조분석
(4) 이산화티타늄 샘플들의 화학적 특성
(5) 환원된 이산화티타늄의 조류 제거 특성
3) Pd이 삽입된 TiO₂ 광촉매의 광학특성 및 페놀 분해 성능 측정
(1) 개요
(2) 실험 설계
(3) 결론
4) 5배 효율 높은 친환경 광촉매 대량생산 기술 개발
(1) 기술 개요
(2) 기술 세부사항
가. 수중 플라즈마
나. TiO₂와 수중 플라즈마
다. 수처리와 항균 실험

 

 

 

제 Ⅱ편 탄소자원화/연료전지 에너지 촉매기술 주요동향
제 1장 기후변화대응 탄소자원화 촉매활용 주요동향
1. 탄소자원화 기술
1) 기술 정의 및 분류
2) 기술 배경 및 필요성
3) 시장 동향
(1) 탄소활용 제품 시장
가. 메탄올 시장
나. 연료 시장
다. 폴리머 시장
라. 콘크리트 시장
마. 건축용 골재시장
4) 기술동향
(1) 화학적 전환 기술
가. 메탄올 생산 기술
나. 폴리머 생산 기술
다. 요소 수율 증대 기술
(2) 생물학적 전환 기술
가. 미세조류 배양 기술
(3) 광물화 기술
가. 탄산염광물화 기술
나. 콘크리트 양생 기술
다. 보크사이트 잔여물 탄산염화 기술
2. 탄소자원화 4대 기술과 촉매활용 동향
1) C1 가스 리파이너리 기술동향
(1) C1 화학
(2) 합성가스 제조를 위한 리포밍
가. 수증기개질법(steam reforming of methane)
나. 이산화탄소 개질법(carbon dioxide reforming of methane, dry reforming)
다. 부분산화법(partial oxidation)
라. 자열개질법(auto-thermal reforming)
마. 기타 합성가스 제조공법
(3) 메탄올 합성 및 메탄올 기반 화학
(4) F-T 합성을 통한 합성연료 및 화학제품 생산
(5) Gas-to-Liquids (GTL)
(6) 중소 가스전을 위한 마이크로 GTL
(7) 메탄의 직접 전환 기술
2) 인공광합성
(1) 광전기화학적 인공광합성 디바이스
(2) 물산화 촉매 기술
가. 귀금속계 산화물
나. 페로브스카이트 계열(Perovskite family)
다. 스피넬 계열(Spinel family)
라. 층구조 산화물(Layer structure type family)
마. 칼코게나이드(Chalcogenide family)
(3) 이산화탄소 환원 촉매 기술
가. C1 화합물 생산 전기화학 촉매 기술
나. 일산화탄소 생성 촉매 개발
A) 금속기반 촉매
B) 합금 촉매
C) 그 외 촉매
다. 포름산-포름산염 생산 촉매 개발
A) 금속 기반 촉매
B) 합금 촉매 및 그 외 촉매
라. C2 이상 화합물 생산 촉매 기술
A) 구리 촉매의 일산화탄소 결합친화도와 이산화탄소 환원 선택도
B) 일산화탄소 이합체화 반응을 통한 C2 화합물 생산 경로
C) 산화처리에 의해 유도된 구리(oxide-derived Cu)
D) 결정입계 밀도 제어
E) 합금화 전략
F) 나노 구조 전극 제작
G) 전해질 공학
3) 바이오리파이너리
(1) 바이오매스유래 FDCA 제조용 신촉매 상용화 기술 개발
4) CCU 이산화탄소 포집 및 전환
(1) 국내외 CCS 동향
가. CCS 국제 동향
나. 국내 CCS 동향
(2) 금속 촉매 이용 전기화학적 CO₂ 변환을 통한 연료 생산
가. CO₂ 저온 전기화학적 변환
나. CO₂ 전기화학적 변환 촉매
다. 환원 생성물 선택도 조절 인자
라. HCOOH의 선택적 생성
마. CO의 선택적 생성
바. CH4의 선택적 생성
사. 합성가스 (Syngas; CO+H₂)의 선택적 생성
(3) 이산화탄소를 일산화탄소로 환원시키는 나노 구조의 금 박막 촉매
가. 기술 개요 및 배경
나. 기술의 주요 내용 및 요소 기술
다. 기술 개발 및 프로젝트 현황
A) 국내 기술 개발 현황
B) 국외 기술 개발 현황
C) 기타 연구 사례
(4) 우연히 발견한 이산화탄소를 에탄올로 변환하는 기술
(5) 이산화탄소와 메탄을 재활용할 수 있는 “슈퍼 촉매” 개발
3. 기후변화대응 탄화수소 전환용 고성능 촉매기술 개발
1) 연구개발의 기술적 중요성
(1) 필요성
(2) 중요성
2) 저온 메탄 산화 촉매 설계 및 촉매 합성 기술
(1) 저온 메탄 산화 촉매 설계
(2) 저온 메탄 산화 촉매 합성
(3) 저온 메탄 산화 촉매 코팅
3) 플라즈마 촉매 반응기를 사용한 메탄 산화 장치 설계/제작
(1) 플라즈마 촉매 반응기 구상
(2) 플라즈마 촉매 반응기 장치구성 기술 - DBD Reactor 설계 및 검토
(3) 플라즈마 촉매 반응기 장치구성 기술 - Atmospheric Plasma Jet Reactor 설계 및 검토
(4) 촉매 메탄 산화 반응기 구성 및 실험 조건
가. 촉매 메탄 산화 반응기 장치 구성
(5) 촉매별 메탄 산화 반응 및 steam의 영향
가. Pd/Al₂O₃ 촉매의 반응 특성
나. Pd/SiO₂ 촉매의 반응 특성
다. 새로운 지지체를 사용한 Pd 촉매의 반응 특성
라. 메탄산화 촉매의 T10, T50, T90
마. Monolith type 촉매의 부착 특성
제 2장 연료전지/촉매반응 소재 기술동향
1. 연료전지 관련 촉매기술 주요동향
1) 국내외 연료전지 산업(보급)동향
(1) 세계 연료전지 산업(보급)동향
(2) 주요 국가별 현황
(3) 국내 연료전지 산업(보급)동향
(4) 국내 연료전지 보급현황
(5) 전망
2) 고분자 전해질 연료전지용 전이금속-질소/탄소 촉매 개발 동향
(1) 전이금속–질소/탄소(M–N/C) 촉매
(2) 나노다공성 구조 M–N/C 촉매 합성
(3) 금속-유기 골격체를 전구체로 이용한 M–N/C 촉매 합성
(4) 촉매 활성점 형성을 유도하는 촉매 합성 전략
3) 고분자 전해질 연료전지용 전극 소재 기술 개발 동향
(1) 백금계 촉매
(2) 촉매 지지체
(3) 비백금계 촉매
4) 백금 대체 값싼 수소생성 전극 촉매 개발
(1) 연구 개요
(2) 연구 배경
(3) 연구 내용
(4) 기대 효과
5) 자동차용 수소연료전지 산소극의 탄소부식 방지를 위한 백금-이리듐 합금촉매 개발
6) 발전성능 10배 높이는 연료전지 촉매 개발
7) 연료전지용 하이브리드형 전극 촉매 저가격화 기술
(1) 기술의 특장점
(2) 기술의 비교우위성/기존 기술 대비 차별성
(3) 연료전지용 하이브리드형 전극 촉매 저가격화 기술
(4) 기술의 성숙도
2. 핫전자 촉매센서 기술개발 동향
1) 연구 개요
2) 연구 결과
3. 촉매반응 올레핀 합성기술 개발
1) 타이타늄[Ti] 촉매반응으로 화학소재 ‘올레핀’ 합성 성공
2) LG화학 메탈로센 폴리올레핀 기술
(1) LG화학 기초 소재연구소 메탈로센 폴리올레핀 연구센터
(2) 독자 촉매 및 공정기술로 폴레올레핀 엘라스토머 및 폴리올레핀 플라스토머 상업화
(3) 메탈로센을 이용한 고부가 폴리에틸렌 국내 최초 상업화
(4) 독자 촉매 및 공정 기술로 메탈로센 폴리프로필렌 상업화
(5) 메탈로센 기반기술로 차세대 신제품 개발 가속화
통계(도표) 목차