| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ◦ 가격 경쟁력 및 운전 수명이 향상된 활성 산소/염소 발생용 귀금속 대체 촉매 전극 (복합촉매) 개발 ◦ 범용원소 금속 화합물 촉매 기반 (광)전기활성 음극 개발 ◦ 선박평형수/난분해성 폐수처리 요소기술 및 수전해 공정 개발 ◦ 액상 플라즈마/광촉매 시스템을 이용한 수처리 동시 수소제조 기술 개발 ○ 전체 내용 ◦ 가격 경쟁력 및 운전 수명이 향상된 활성 산소/염소 발생용 귀금속 대체 촉매 전극 (복합촉매) 개발 - 양산화 가능한 비귀금속 활성산소/염소 발생 촉매 합성기술 개발 - 다종 활성 산소/염소 동시 발생용 촉매 복합코팅 및 대형화 기술개발 - 양극 안정화를 통한 전류효율 및 수명 극대화 기술 개발 ◦ 범용원소 금속 화합물 촉매 기반 (광)전기활성 음극 개발 - 수소 발생용 저가 전기촉매 및 음극 개발 - 수소 발생용 음극의 전기화학적 성능 및 전류 효율성 평가, 전기 촉매의 반응메커니즘 파악 - 음극의 코팅 안정화, 대면적화 기술 개발 - 대면적 음극의 시너지 효과 및 운전 시 문제점 개선 ◦ 선박평형수/난분해성 폐수처리 요소기술 및 수전해 시스템 개발 - 수전해 수처리/수소 발생 효율화 및 실용화 기술 개발 - 요소기술로 전/후처리 기술 개발 - 선박평형수/난분해성 폐수 전해 공정 시작품 설계, 제작 및 운전 기법 개발 ◦ 액상 플라즈마 적용 수처리 동시 수소제조 기술 개발 - 소독, 유기물 분해 및 수소제조 플라즈마 반응시스템 개발 - 액상 플라즈마 적용 고효율 금속산화물 담체, 고정화 광촉매 개발 - 액상 플라즈마 적용 선박평형수/유기/원자력 폐수/ 처리 및 수소제조 기술 개발 - 연속흐름식 액상 플라즈마/고정화 광촉매 반응 시스템 개발 및 최적화- Prototype 연속흐름식 액상 플라즈마/광촉매 반응장치 및 공정 완성 ○ 정량적 목표 (최종 목표) 귀금속 사용량 양극 5% 이하, 음극 2% 이하 양극 운전 수명 3년 이상 (300 A/m<sup>2</sup> 기준) 활성산소 및 활성염소 발생 전류효율 80% 이상 (3종 이상 동시 발생) 수소발생 전류효율 80% 이상 (300 A/m<sup>2</sup> 기준) 0.5 m<sup>2</sup> 이상 전극 합성 및 처리량 1톤/일 이상 수전해 공정 염소가스 발생량 3 kg/h 이상 수처리 전기 효율 30 kWh/kg COD 이하 수전해 수소 발생 에너지 효율 50% 이상 동/식물 플랑크톤 각 2종, 미생물 3종에 대한 사멸율 99.99% 이상 □ 연구개발성과 활성 산소/염소 발생용 귀금속 대체 촉매 양극 개발 범용원소 금속 화합물 촉매 기반 수소생산용 전기활성 음극 개발 선박평형수/난분해성 폐수처리 요소기술 및 수전해 시스템 개발 액상 플라즈마 적용 수처리 동시 수소제조 기술 개발 귀금속 대체 저가 폐수처리용 수소동시생산 전극의 대면적화 및 실용화 가능성 확인 □ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) 1단계 연구 과정에서 얻어진 귀금속 사용량 0%의 수처리용 양극(목표:10%이하) 및 수소생산용 음극(목표:5%이하), LPP를 통한 수소생산 연구를 통해, 2단계에서 수행하게 될 전극 대면적화 성공함. 연구개발의 활용 계획은 아래와 같음 주요 활용처: 선박평형수 및 축산폐수 등 고농도 악성 폐수/산업폐수처리 기술 등 귀금속 대체 저가 전극 및 폐수 전해 기술 구현을 통해 생산/설치/운전 단가를 낮추고 운전수명을 증진시켜 수처리 시스템의 혁신과 에너지산업에 적용되는 수전해 기술의 가격 경쟁력 향상 수처리용 전극 소재 및 이를 이용한 수처리 모듈의 상용화를 통한 신규 일자리 창출과 국내외 시장 진출을 통한 기업의 이익 창출물/에너지 넥서스 기술로서 환경비용의 저감 및 안전한 물 공급 등 청정한 생활환경 구현 (출처 : 요약문 3p) |
