CO2 포집을 위한 에어로졸 기반 CaO 흡착제 개발 (Development of Aerosol-Based CaO Sorbent for CO2 capture)

서지정보

· 발행기관 : 한국도시환경학회
· 수록지 정보 : 한국도시환경학회지 / 23권 / 3호 / 95 ~ 103페이지
· 저자명 : 신성식, 김슬이, 강현우, 양재환

초록

현대의 도시화와 산업화는 경제 성장을 가속화하고 있지만, 이로 인한 에너지 소비와 CO2 배출량 증가는 지구 온난화와 환경 문제를 야기하고 한다. 특히 도시 지역에서는 자동차, 폐기물 처리, 에너지 생산 등이 주요 CO2 배출 원인으로작용하며 이에 대한 해결책 중 하나로 CO2 포집 기술이 중요한 역할을 한다. 다양한 CO2 포집 방법 중에서 고체 흡착제인 CaO를 이용한 건식 방법은 저렴하고 다양한 온도 범위에서 사용할 수 있으며 재사용이 가능하다. 본 연구에서는 에어로졸 공정을 통해 구 형태의 CaCO3 미세 입자를 제조하고, 이를 열처리하여 미세 공극이 있는 CaO 흡착제를 제조하였다. 다양한 열처리 조건을 실험하여 최적 조건을 도출하고자 하였고 XRD, SEM, EDS 분석을 통해 CaO 흡착제의 형태와 특성을 확인하였다. Ca(NO3)2-4H2O 전구체 기반의 실험결과에 따르면, 에어로졸 공정으로 구형의 CaCO3가 형성되었음을 확인하였고 600oC 이상에서 3시간 동안의 열처리를 통해 미세 공극이 있는 구형 CaO 흡착제의 제조 가능성이 확인되었다. 또한, Ca(CH3COO)2-H2O 전구체 기반의 실험에서 에어로졸 공정을 통해 거의 완벽한 구형의 CaCO3 입자가형성되었으며 30분 동안 900oC 온도로 열처리하였을 때 목표하고자 한 공극이 있는 CaO 흡착제 형태를 얻을 수 있었다. 이러한 연구 결과는 CO2 포집을 위한 고체 흡착제 개발과 응용에 중요한 기초 자료로 활용될 것으로 예상된다.

영어초록

The rapid urbanization and industrialization in modern times have accelerated economic growth but have also led to increased energy consumption and CO2 emissions, contributing to global warming and environmental issues. Urban areas, in particular, are major sources of CO2 emissions due to factors such as automobile usage, waste disposal, and energy production. CO2 capture technology plays a vital role in addressing these challenges. Among various CO2 capture methods, the dry method using solid adsorbents like CaO is cost-effective, applicable over a wide temperature range, and reusable.
In this study, we employed an aerosol process to manufacture spherical CaCO3 micro-particles, which were subsequently heat-treated to produce CaO adsorbents with fine porosity. Characterization of the CaO adsorbents was performed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive spectroscopy (EDS). The results confirmed the formation of spherical CaCO3 particles through the aerosol process based on Ca(NO3)2-4H2O precursors.
When heated above 600°C for three hours, CaO adsorbents with fine spherical porosity became feasible. Additionally, experiments using Ca(CH3COO)2-H2O precursors produced nearly perfect spherical CaCO3 particles through the aerosol process. Heat treatment at 900oC for 30 minutes yielded the desired CaO adsorbents with porosity.

참고자료

· 없음