사업화 유망기술

바이오 매스 촉매 및 이를 이용한 PET의 TPA 분해 기술

바이오 매스 유래 SiO₂ 촉매, 그 제조방법, 및 이를 이용한 PET의 TPA 분해방법

왕겨를 분쇄, 산처리 및 열처리함으로써 SiO₂ 촉매를 제조함

보유기관 : 한국화학연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

왕겨를 분쇄, 산처리 및 열처리함으로써 SiO₂ 촉매를 제조함

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
바이오 매스 유래 SiO₂ 촉매, 그 제조방법, 및 이를 이용한 PET의 TPA 분해방법 10-2019-0016016

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

기존 기술의 문제점

- 매년 아시아에서만 탈곡 과정에서 약 90 내지 100 만 톤의 왕겨가 발생하여, 이를 활용하기 위한 왕겨 내의 실리카를 분리, 추출 및 활용하는 연구가 진행됨

- 폐 PET 수지를 재활용하는 방법으로 글리콜리시스(Glycolysis), 하이드롤리시스(Hydrolysis), 메타놀리시스(Methanolysis) 등 화학적 재활용 방법이 이용되고 있으나, 글리콜리시스 방법은 해중합물(depolymerization)의 분자량이 높아 정제가 곤란하고, 하이드롤리시스 및 메타놀리시스 방법은 제조비용이 많이 드는 단점이 존재함

기존 기술과의 차별성(기술의 특장점 또는 효과 등)

- 왕겨로부터 제조된 촉매를 이용하여 고체상 테레프탈 산(TPA)을 용이하게 제조 가능함

- 중성 조건하에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate)를 가수분해할 때 테레프탈 산의 불순물 함량을 낮추어 고순도의 테레프탈 산을 제조할 수 있음

- 중성 조건하에서 PET 가수분해 속도보다 빠른 시간에 고순도 테레프탈 산 제조가 가능함

- 제조된 테레프탈 산은 다시 폴리에스테르 섬유의 원료 등으로 유용하게 사용 가능함

주요기술구성(상세설명 등)

- 제조된 SiO₂ 촉매를 톨루엔(Tolyene) 용매와 혼합한 후 세척 및 건조 단계를 통해 개질(reforming)함

- 왕겨로부터 제조된 SiO₂ 촉매, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 물을 혼합하고 마이크로파를 조사하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 테레프탈 산으로 가수분해함으로써 PET를 TPA 분해함

적용분야 및 적용제품

- 폐 플라스틱 재활용 분야

- TPA 기반 플라스틱 제품
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