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CO2 포집

2의 한국어 분석 — 최신순으로 정렬했어요

기계공학발표 2025.10· 34최근 1년 34

바이오매스 기반 CO₂ 흡착제 개발

목재 폐기물 처리의 환경 문제와 기존 화학 활성화의 한계를 극복하기 위해, 본 연구는 리그노셀룰로스 바이오매스를 효율적인 CO₂ 흡착제로 전환하는 지속 가능한 전략을 제시합니다. 소나무를 KOH, K₂C₂O₄ 및 이들의 혼합물(1:1~1:4 질량비)로 800°C에서 활성화하여 다공성과 표면 화학을 최적화했습니다. 바이오매스:KOH:K₂C₂O₄의 1:2:2 혼합 활성화 조건에서 BET 표면적 2029 m²/g, 총 기공 부피 1.028 cm³/g, 미세 기공 부피 0.923 cm³/g (N₂ 기준) 및 0.156 cm³/g (CO₂ 기준)의 최적 물성을 얻었습니다. KOH 단독 활성화 탄소(1:1)는 0°C에서 9.65 mmol/g, 25°C에서 5.95 mmol/g의 최고 CO₂ 흡착량을 보였는데, 이는 초미세 기공 발달에 기인합니다. 반면, K₂C₂O₄ 유도 샘플(1:4)은 낮은 흡착량(0°C에서 8.79 mmol/g)에도 불구하고 좁은 기공과 높은 표면 극성 덕분에 우수한 CO₂/N₂ 선택성(5% CO₂, 1 bar에서 >21)을 나타냈습니다. XRD, FTIR, XPS 등 분석을 통해 난층 탄소 구조, 풍부한 산소 작용기, 스펀지 형태가 확인되었습니다. 등열 흡착열은 26–36 kJ/mol로 강한 물리 흡착을 시사했습니다. Grand Canonical Monte Carlo 시뮬레이션은 서브 나노미터 기공과 카르보닐이 풍부한 표면이 CO₂ 친화도를 높임을 입증하여 실험 결과를 뒷받침했습니다. 본 연구는 K 기반 활성화 전략을 포괄적으로 비교하며, 혼합 활성화가 CO₂ 포집용 고성능 다공성 탄소를 위한 확장 가능하고 덜 가혹한 경로임을 보여줍니다.

기계공학발표 2025.09· 57최근 1년 57

바이오매스 다공성 탄소 기반 CO2 포집 기술

탄소 배출 저감 및 C1 자원 회수를 위한 바이오매스 유래 탄소 기반 이산화탄소(CO2) 포집 기술은 탄소중립 목표 달성에 중요합니다. 그러나 높은 CO2 포집 효율을 유지하면서 재생 에너지 소비를 줄이는 바이오매스 기반 다공성 탄소 개발은 여전히 어려운 과제입니다. 본 연구는 바이오매스 기반 탄소의 조절 가능한 기공 구조와 광열 특성을 활용하여, 흡착과 태양광 기반 탈착을 통합한 효율적이고 저에너지 CO2 포집 기술을 제안합니다. 특히, 기계적 압축을 통해 다공성 탄소의 초미세 기공 부피를 25% 증가시켰으며, 이는 CO2 흡착 용량의 25% 향상으로 이어졌습니다. 이론적 계산 및 상관관계 분석 결과, 초미세 기공 부피, 질소 도핑, 산소 도핑이 CO2 흡착에 중요한 역할을 함을 규명했습니다. 또한, 1-sun 조명 하에서 제조된 다공성 탄소의 표면 온도는 6분 이내에 57.1°C로 빠르게 상승하여 약 71.0°C에서 안정화되었고, 75%의 재생 효율을 보였습니다. 이러한 연구 결과는 고효율 저에너지 CO2 포집 기술 개발을 위한 이론적 및 실질적인 통찰력을 제공합니다.

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