사업화 유망기술

[기후대기] 휘발성 유기화합물 저온 산화용 비백금계 금속 산화물 촉매

유해물질 제거를 위한 비백금계 금속 산화물 촉매

본 기술은 유해물질 및 대기오염 방기를 위한 비백금계 복합 금속 산화물 촉매 기술임

보유기관 : 한국화학연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 비백금계 복합 금속 산화물 촉매 기술임

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
백금족 금속 촉매에 준하는 성능을 가지는 휘발성 유기화합물 저온 산화용 비백금계 금속 산화물 촉매 10-1834271

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 기존 촉매에 비해 경제적이고 열적으로 안정하며, 저온 영역에서도 휘발성 유기화합물 제거 효율이 우수한 비백금계 복합 금속 산화물 촉매 기술

대표도면

[그림] 온도별 벤젠 제거효율 비교 그래프

기술의 필요성

- 휘발성 유기화합물을 포함하는 배출물 처리에 있어서, 열에 의한 소각은 높은 작업 온도 및 고자본 설비를 필요로 한다는 단점이 있고, 탄소와 같은 흡착제는 오염물질을 분해하는 것이 아니고 농축시키는 것에 불과하며 기체상 성분의 농도 변동에 의해 영향을 받는 단점이 있음

- 촉매 접촉 산화는 비천 금속 촉매 및 조촉매를 포함시킨 산화물 지지체로 산화하는 방법이 있으나, 방향족 휘발성 유기화합물을 200도 이하의 저온에서 제거하지 못한다는 문제가 있음

기존기술대비 우수성

- 기존 백금족 금속 촉매에 비해 경제적이고 열적으로 안정하며 저온 영역에서 휘발성 유기화합물 제거효율이 우수한 효과가 있음

- 기존 다성분계 세리아-지르코니아 복합금속 산화물 촉매에 비해 저온 영역에서 현저히 우수한 휘발성 유기화합물 제거 효과를 보임

기술 구현 내용

본 기술은 세륨, 지르코늄, 구리 및 은을 포함하는 비백금계 복합금속 산화물 촉매 기술임

- 본 기술의 촉매는 기존 백금족 금속 촉매에 준하는 산화 성능을 보임

- 기존에 백금족 금속 촉매에 비해 경제적이고 열적으로 안정하며 산소 저장 및 산소 전달 능력이 증대되어 저온 영역에서 휘발성 유기화합물 제거효율이 우수함

- 기존 다성분계 세리아-지르코니아 복합금속 산화물 촉매에 비해 저온 영역에서 현저히 우수 한 휘발성 유기화합물 제거 효과를 보임
- 일산화탄소 및 암모니아 등에 대해서도 우수한 산화 성능을 나타냄

기술동향

- 휘발성유기화합물(VOCs) 저감기술은 집진 및 화학반응 처리 공정에 필요한 촉매, 분리막 등의 소재 중심의 후방산업을 기반으로, 각종 산업별 제조공정 및 산업활동 과정에서 대기오염물질 저감, 사전예방, 오염원 봉쇄-차단, 사후처리 환경서비스 산업 등으로 구성되어 있음

시장동향

- 휘발성유기화합물(VOCs) 저감기술 세계시장은 2014년 225.8억 달러에서 2017년 299.3억 달러 규모로 성장(연평균 9.8 성장)하였으며, 2022년에는 460억 달러의 시장규모를 형성할 것으로 전망됨

- 휘발성유기화합물 등 대기오염 저감기술 세계시장은 중국, 인도 등 신흥국들의 산업 발전으로 인한 대기오염 악화 및 세계적인 환경오염 규제강화 등의 요인으로 지속적인 시장 성장 예상

- 휘발성유기화합물(VOCs) 저감기술 국내 시장은 2014년 22,468억 원에서 2017년 33,064억원을 시현(연평균 13.7 성장)하였으며, 정부의 환경규제 강화 및 환경오염 문제에 대한 국민적 관심 확대에 따라 2022년에는 58,980억 원의 시장규모를 형성할 것으로 전망됨

[그림] 세계 휘발성유기화합물(VOCs) 시장규모 및 전망

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