산업혁명 이후로 계속해서 문제가 되어왔던 이산화탄소를 저감하기 위한 노력이 전세계적으로 이루어지고 있다. 다양한 이산화탄소 저감 기술 중 이산화탄소를 안정적이고 대량으로 고정 및 재이용할 수 있는 기술 중 하나로 무기탄산화 기술이 있는데 이는 금속이온과 이산화탄소를 반응시켜 무기탄산염을 생성하는 기술이다. 따라서 금속이온 공급원 선택이 핵심 요소 중 하나인데 일반적으로 Mg2+, Ca2+, K+, Na+ 등을 포함한 다량의 금속 이온을 포함하고 있는 해수를 기반으로 한 폐기물의 사용에 대하여 고려하였다. 정제소금 생산 공정에서는 위에 언급된 해수를 사용하여 소금을 생산한다. 이러한 과정에서 Na+가 제거되면서 Mg2+ 및 Ca2+가 농축된다. 따라서 기존의 해수보다 높은 농도의 금속 이온을 가지고 있기 때문에 사용하기에 적합하며 폐수처리라는 장점 또한 가지고 있다. 먼저 해수 내의 Ca이온을 OH-이온을 사용한 pH조절을 통하여 Ca(OH)2로 분리한 후 CO2 포화 아민계 흡수제(Methyldiethanolamine, MDEA)를 사용하여 이산화탄소를 전달한다. 생성물을 여과한 후 고온에서 24시간 건조시킨 후에 XRD, SEM, TGA를 사용하여 결정구조, 모양 및 순도분석을 실시하였다. 또한 포화 아민계 흡수제 제조 과정에서 재이용 가능성을 확인하기 위하여 탈거 및 재흡수실험을 진행하였다.

현대의 경제적인 번영과 함께 가축 및 유제품에 대한 전 세계적인 수요는 지속하여 증가해왔다. 이에 가축의 광대한 수요는 환경문제를 일으키지 않는 가축 분뇨 처리에 대한 많은 걱정을 불러 일으켰다. 가축 분뇨의 탄소 중립성 때문에 가축 분뇨가 재생 가능한 탄소 원으로서 고려할 때 바이오 연료의 원료로서 가축 분뇨를 이용하는 것은 친환경 적이고 에너지 회수에 있어 지속 가능한 방법이다. 그러므로 가축 분뇨를 처리하는 친환경적이고 효과적인 기술을 고안하는 것은 중요하다. 이러한 관점에서 이산화탄소를 이용한 바이오매스의 열분해가 연구되어져 왔고 이산화탄소가 바이오매스 열분해의 열효율을 증대시킨다는 것이 밝혀졌다. 본 연구는 에너지 회수 뿐 만 아니라 벤젠 유도체의 형성 저감의 관점에서 우분의 열적 분해 동안에 이산화탄소의 역할에 대한 이해에 대하여 주로 다루고 있다. 우선 우분의 열중량분석을 통해 질소와 이산화탄소 조건에서 열적 분해특성을 알아보기 위하여 수행되어졌다. 다음으로 반응 열화학 공정에서 매개체로서 이산화탄소의 도입은 질소대비 일산화탄소의 농도가 향상되었다. 이러한 결과는 이산화탄소에 의해 향상된 열분해로부터 유도되어진 휘발성 유기물질들과 이산화탄소의 직접 반응하는 열적 분해로부터 초래 되었다. 게다가 열분해로부터 발생되어진 타르에서 벤젠 유도체들의 양은 열분해 매개체로서 질소 대신에 이산화탄소를 사용할 때 감소되어졌다. 이러한 연구의 결과는 전통적인 열화학 공정들보다 더 향상된 에너지 회수를 보이고 더 적은 오염 물질들을 방출하는 새로운 방식의 지속가능한 가축 분뇨 처리 방법임을 제시한다.

전 세계적으로 가금류의 소비가 증가함에 따라, 가금류와 관련된 폐기물 증가해왔다. 이 가금류 관련 폐기물의 지속적으로 처리함과 동시에 에너지 회수를 위하여, 본 연구에서는 이산화탄소 조건하에서 열분해를 진행하였다. 이산화탄소의 영향을 조사하기 위해, 일반적으로 열분해 공정에서 사용되는 질소조건을 기준으로 하여, 열중량 분석, 열분해에서 발생한 가스 및 타르를 분석, 비교하였다. 먼저 열중량 분석은 25℃부터 900℃로 진행하였으며, 분석한 결과에 의하면 650℃까지 물리적인 차이가 없었다. 다음으로 이산화탄소의 화학적인 영향을 조사하기 위해, 열분해(270℃부터 720℃)에서 발생한 주요 가스인 수소, 메탄, 이산화탄소 각각의 농도에 대해 분석하였고, 최종적으로 발생한 타르의 양을 측정하였다. 이산화탄소의 효과로서 일산화탄소가 증가하고 타르발생량이 감소하였다. 이 결과에 의하면, 열분해에서 발생한 VOCs가 이산화탄소 조건에서 더 쉽게 분해되었고, 이에 따라 일산화탄소가 증가한 것으로 보여진다. 본 연구는 잠재적인 지구온난화 가스인 이산화탄소를 이용함으로써 효율적인 에너지회수를 동반한 폐기물을 처리할 수 있는 새로운 방법을 제시한다.

폐시멘트, 폐콘크리트, 제강 슬래그, 폐수 등을 포함하여 다양한 폐기물들이 여러 산업으로부터 배출되고 있다. 그런데 이러한 폐기물들은 Mg2+ 이온, Ca2+ 이온을 다량 포함하고 있다고 알려져 있다. 폐기물 처리 시 이러한 금속 이온을 활용한다면 MgCO3, CaCO3 등 다른 유용한 물질로 전환시킬 수 있다. 이를 위해 지구온난화를 일으키는 주요 원인으로 알려진 이산화탄소를 사용할 수 있고, 이는 이산화탄소 저감 및 폐기물 처리를 동시에 해결할 수 있을 것으로 보인다. 본 연구에서는 CO2의 용이한 전달을 돕기 위한 습식 흡수제에 대해 제안하고 Henry constant, Diffusivity, 총괄반응속도상수(kov)를 측정하였다. 흡수제는 7 wt% 암모니아, 3 wt% ʟ-Arginine, 1 wt% 부식방지제(Imidazole과 1,2,3-Benzotriazole)를 물에 녹여 제조하였다. 암모니아는 기존에 습식흡수제로 사용되던 MEA보다 저렴한 가격을 가지고 있으며 CO2 흡수 능력 또한 우수하다고 알려져 있다. 최근 아미노산은 우수한 CO2 흡수능력과 친환경적인 특성으로 많은 연구가 진행되고 있으며 두 종류의 부식방지제는 암모니아에 의해 발생할 수 있는 플랜트 장비의 부식을 방지하기 위해 첨가되었다. 303.15 K에서 333.15 K의 온도에서 실험이 진행되었으며 실험 결과와 CO2/N2O analogy를 이용해 각 값을 계산하였다.

This study investigated the characteristics of variations in carbon dioxide concentration and air temperature with the vertical change of surface in a grassplot. Field observations were carried out at a grassplot in Gyeongnam Science High School, over four days in August and November, 2015. Continuous observation equipment (GMP343, VAISALA) was installed at the LP (0.1 m from the surface) and UP (1.1 m from the surface) points, and the carbon dioxide concentration and air temperature were measured simultaneously at 1-min intervals. To summarize the results of the observation, August had higher than average concentrations of carbon dioxide, while November showed average air temperatures. Moreover, the concentration of carbon dioxide was higher at the UP point, while the air temperature was higher at the LP point. The correlation coefficient of carbon dioxide concentration between the UP and LP points was 0.80 in August across all the four days, while it was higher in November at 0.58 0.95. The results of the regression analysis of carbon dioxide concentration with air temperature changes for both August and November showed a distinct change at the LP point (R2=0.36 0.76), as compared to the UP point (R2=0.1 0.57). Between the UP and LP points, the carbon dioxide concentration and air temperature regression analysis results indicated that an active exchange was taking place between the two points.

최근 온실가스에 의한 지구온난화에 대한 국내외의 관심이 급증하여, 주요 선진국을 필두로 하여 국제적인 협약 체결을 맺어 온실가스를 감축하고자 노력하고 있다. 한국도 온실가스 저감 목표를 세우고 이를 달성하기 위해 다양한 분야에서 관련 기술을 개발하고 있다. 특히, 한국 온실가스 배출 분야에서 온실가스 감축 잠재력이 비교적 큰 것으로 알려진 콘크리트의 주재료인 시멘트에 의한 온실가스 저감 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 한국뿐만 아니라 국제적으로 공통적인 큰 관심 연구 분야이다. 시멘트의 1 ton 생산 시에는 주요 온실가스인 이산화탄소가 0.7~1.0 ton 배출되는 것으로 알려져 있으며, 이는 전체 이산화탄소 배출량의 7~8%를 차지한다. 따라서 콘크리트 제조 시에 시멘트를 대신하여 고로슬래그, 플라이애쉬 등의 산업부산물을 활용하여, 시멘트 사용량을 줄여서 이산화탄소 배출량을 저감하고자하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 산업부산물을 적용한 알칼리 활성 콘크리트의 탄소 흡수 및 물리역학적 특성을 확인하여 실제 시멘트 대체용으로 활용 가능성을 확보하고자 하였다. 콘크리트 제조 시에 첨가되는 시멘트를 고로슬래그 및 플라이애쉬로 대체함으로써, 시멘트 사용량 저감을 통해 간접적으로 이산화탄소의 배출을 줄이고, 활성화시킨 고로슬래그를 활용하여 직접적으로 이산화탄소를 포집하였다. 또한 양생조건에 따른 이산화탄소 흡수능 및 이산화탄소 흡수 전후의 화학적 특성을 확인하고자 20~80℃ 범위에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수 및 물리역학적 특성을 비교하였다. 탄소 포집용 알칼리 활성 콘크리트를 제작함에 앞서, 기초 실험을 통해 다양한 산업부산물 중에서 이산화탄소 활성화제 및 시멘트 대체용으로 동시에 활용 가능한 최적의 산업부산물로 고로슬래그를 선정하였다. 고로슬래그의 수경성 확보를 위해 수산화칼슘 및 규산나트륨을 활성화제로 사용하였다. 바인더와 활성화제, 증류수를 투입하여 혼합한 알칼리 흡수제는 질소 충진한 항온 챔버에서 24시간 동안 보관하였다. 20℃에서 양생한 시료의 이산화탄소 흡수량은 51.5 g-CO2/kg였으며, 40℃에서 양생할 때 이산화탄소 흡수량은 59.3g-CO2/kg으로 가장 높았으나, 60, 80℃에서 양생한 시료의 경우 CO2 흡수량이 20, 40℃에서 양생한 시료에 비해 낮았다. 압축강도를 측정한 결과도 이산화탄소 흡수 실험결과와 동일한 추세를 보였다. 이산화탄소 흡수 및 압축강도 실험결과들을 바탕으로, 본 연구에서 개발한 알칼리 활성 콘크리트는 이산화탄소 흡수제 기능을 갖는 건축재료로써 활용이 가능하며, 특히 40℃에서 양생 할 경우 알칼리 활성 콘크리트의 이산화탄소 흡수능이 극대화 될 것으로 판단된다.

도시생활폐기물소각재(MSWI ash)을 매립하게 되면 장기적으로 중금속이 침출된다. 급속탄산화를 통하여 MSWI ash 내의 중금속을 탄산염 형태로 고정하여, 중장기적으로 침출을 방지할 수 있다. 본 연구에서는 급속 탄산화 방법을 통하여 소각재인 fly ash의 중금속 저감 및 이산화탄소 저감에 대해 수행하였다. NH4OH, NH4SCN, 및Ca(OH)2를 이용하여 test 하였으며, 소각재의 중금속을 탄산화 전, 후를 비교하여 중금속이 침출량을 비교 하였다. 추가적으로 이산화탄소가 fly ash에 포집된 이산화탄소 저감량을 나타내면서 이산화탄소 흡수제의 재사용 가능성을 확인하였다. 흡수제를 재생하는 과정에서 나온 CO32-이온에 의해 탄산화 된 금속염들의 성분 분석을 위해, XRD (X-ray diffraction analyzer(Ultima Ⅳ))를 사용하였다. 그리고 FE-SEM(Field emission scanning electron microscope, JEOL-7800)으로 filtering후 건조시킨 샘플과 fly ash의 표면구조를 촬영하고 비교하였다.

To prevent climate change which is thought to be caused by the carbon dioxide emitted from industrial facilities by human activities, the efforts to reduce the concentrations of carbon dioxide in the atmosphere have been widely made. One of the method is to capture carbon dioxide by liquid absorbent. In this method, flue gas containing carbon dioxide is introduced to the absorber where the absorbent captures carbon dioxide selectively. After capturing, carbon dioxide is separated by heat at desorber and separated CO2 is transprted to storage site such as deep ocean or underground. However, stored CO2 is not permanently stable and these can be problematic that can cause ecosystem destruction due to low pH of the gas. By applying metal cation supplying unit after the capture process, carbon dioxide can be converted to metal carbonate salt in solid phase which can be stored stably or can be utilized or reused for industrial application. In this research, the mechanisms of carbon dioxide conversion were suggested and basic properties and conditions of the system were introduced.

In order to cope with some drawbacks of conventional CCS (Carbon Capture and Storage) technologies, the new way to deal carbon dioxide have been studied a lot. One way to deal emitted carbon dioxide is to convert carbon dioxide into metal carbonate salt which can be used for various purposes such as raw materials for construction, additives for paper-making industries and so on. In this method, securing the source for metal cation is important and in this research, concentrated industrial wastewater was used to supply metal cation. In the wastewater, calcium and magnesium ions were dissolved and this could make cpatured carbon dioxide to be converted to metal carbonate salts. As a result of the chemical conversion, the amount of carbon dioxide converted to the precipitated salts and the crystal structures of them were suggested. To verify the crystal structures and the composition of salt mixtures, Scanning Electron Microscope and X-Ray Diffraction analysis were utilized.

파리기후변화 협약이후, 대한민국은 BAU대비 2030년 37%의 이산화탄소를 감축하는 목표를 설정하였다. 하지만 국내의 실정을 고려하였을 때, 37%의 이산화탄소를 감축하기 위해서는 현재진행중인 이산화탄소 감축 기술을 적용하기에는 한계점이 존재한다. 따라서 기존에 진행된 이산화탄소 포집 및 저장과 신재생에너지를 적용한 이산화탄소 저감을 실행하기 전에 이를 완화하기 위한 대응기술의 적용이 요구되는 상황이다. 이산화탄소저감 대응기술은 여러 가지가 존재하고 있지만, 2016년 정부 부처간 협약된 결과를 고려하면 탄소광물화는 이산화탄소를 저감하기 위한 완화대응기술이라고 할 수 있다. 하지만 현재까지 국내에서 개발된 대부분의 기술은 고농도(80% 이상)의 이산화탄소를 이용한 탄소광물화의 연구들이 대부분이기 때문에 실제 산업에서 배출되는 저농도 이산화탄소(5~20%)를 이용한 연구는 거의 전무한 상태이다. 고농도의 이산화탄소를 이용한 탄소광물화는 반응속도가 매우 빠르다는 장점이 있지만, 저농도의 이산화탄소를 농축하기 위한 추가공정(Carbon Capture)이 필요하다는 것이 단점이다. 따라서 본 연구에서는 저농도의 이산화탄소를 농축공정이 필요없는 연구로 반응촉매제(용매)를 사용하여 산업에서 배출되는 소각재 및 폐자원을 이용한 연구를 수행하였다. 수행결과 이산화탄소의 빠른 전환을 촉진하기 위해 사용된 용매는 고농도 이산화탄소를 사용한 경우보다 반응속도가 매우 빠르다는 것을 확인하였으며, 현재 매립처리를 하고 있는 폐기물을 재순환하여 산업 등에 활용 할 수 있는 가능성을 확인하였다.

온실가스인 이산화탄소는 다른 온실가스에 비해 Global Warming Potential(GWP)가 가장 낮지만 배출량이 전체 온실가스 중 88 %의 비중을 차지하고 있다. 많은 국가에서 기후변화에 관심을 가지고 이산화탄소 저감에 대한 연구개발이 활발히 일어나고 있다. 본 연구에서는 암모늄 화합물을 이용하여 이산화탄소를 포집하고 산업폐기물의 금속이온을 이용하여 무기재료인 탄산칼슘을 생성하는 다양한 방법을 소개한다. 탄산칼슘 생성을 위해 칼슘이온이 포함된 탈황석고, 폐시멘트를 이용하였다. 결과에서 이산화탄소 포집 성능 및 최종생성물의 결정구조를 확인하였으며, 이산화탄소 loading 값  는 약 2.0의 값을 가진다. X-Ray Diffraction, Scanning Electron Microscope의 분석을 통하여 탄산칼슘이 생성되었음을 확인하였으며, 결정구조는 Vaterite가 생성됨을 확인할 수 있다. 효과적인 공정을 위하여, 생성물을 생성한 후 용액을 회수하여 재이용할 수 있어 연속적인 공정이 가능하다. 회수된 용액의 재이용의 가능성을 보기위하여 이산화탄소를 재흡수 시키면서 같은 공정을 2cycle씩 진행하여, 연속적인 공정의 잠재성을 확인하였다.

Many researchers around the worlds are getting their attention on developing carbon dioxide reduction technologies. In this research, the method to utilize captured carbon dioxide was suggested using industrial wastewater which was produced from refined salt production process. High concentrations of metal carbonates such as calcium, magnesium and so on were contained in them and it could lead to carbon fixation which can lead to utilization of precipitated salts for various purposes. In this research, 30 wt% of monoethanolamine, diethanolamine and methyl-diethanolamine solutions were used as absorbents and precipitated salts were produced as final product. Using X-ray diffraction and Scanning Electron Microscope, crystal structures of the products were verified.

Municipal solid waste incinerator (MSWI) fly ash was used for accelerated carbonation via bubbling of gaseous carbon dioxide (CO2) after treatment with sodium hydroxide (NaOH). The influence of alkaline concentration and volumetric flowrate of CO2 was investigated. Experimental results showed that carbonation reduced the leaching of Cu, Pb, Zn, and Cr. The pH of leachate decreased from around 12 to 10.5. The content of soluble chlorides was also decreased after carbonation. Additionally, the application of accelerated carbonation enhanced the sequestration of CO2 from MSW incineration plants. The TG/DSC analysis indicated that MSWI fly ash sequestrated approximately 185 g CO2/kg waste.

This study presents flowable fill material using collected CO2 byproduct, which prevents geotechnical sinking related to underground utilities in the vicinity of downtown areas. The physical and mechanical characteristics of calcium carbonate found using laboratory tests (the uniaxial compressive strength test, comparison of the shear base of dynamic behavior and restriction pressure, the freeze-thawing test) on 3, 7, 14, 28, and 56 days of the flowable fill were investigated and analyzed. The correlations of the unconfined strength, elastic modulus, flow, and w/c were suggested as evaluation indicators of the mechanical characteristics for the calcium carbonate flowable fill.

Oxidative and thermal degradation of alkanolamines for a promising CO2 capture technology of absorption might cause decrease in CO2 capture efficiency and formation of hazardous byproducts. In this study, characteristics of a representative absorbent of monoehtanolamine (MEA) were examined for a long term operation using a laboratory scale absorption system. An CO2 absorption system with ID 56 mm and absorption zone height 100 cm was developed for the characterization. Absorption solution of 30 wt% MEA was circulated at 100 mL/min to treat air with 15% CO2 and 1 ppm NO at 10 L/min. Temperatures of absorber and stripper were maintained at 40℃ and 120℃, respectively. For the course of 5 weeks continuous operation, MEA concentration was decreased approximately by 70% and CO2 removal efficiency was dropped from 95% to 65%. Ionic byproducts of NH4 +, NO2 -, and NO3 - were accumulated up to 48 g/mL, 0.2 g/mL, and 1.5 g/mL, respectively, tracking the variation of MEA concentration. Formation of various organic byproducts were also observed.

This research deals with carbon dioxide utilization using amino acid salt solution. Energy-efficient CCU (carbon capture and utilization) technology in which no thermal desorption step is required was suggested. Waste concrete was considerd as Ca2+ source. (1.5 M potassium glycinate + 0.15 M piperazine) was used. After solution is saturated with carbon dioxide, 25wt% 100 ml of calcium chloride solution to replace Ca2+ from waste concrete in experiment was added. And then, precipitated calcium carbonate (PCC) was formed. As a result of absorption experiments of (1.5 M potassium glycinate + 0.15 M piperazine), CO2 loading value for the first absorption and reabsorption step was 0.7354 and 0.2848 mol CO2/ mol absorbent, respectively. Also, the yield of PCC formation of (1.5 M potassium glycinate + 0.15 M piperazine) was 43.63%. Based on these data, the amount of CO2 reduction was calculated. Calcium carbonate can be classified into calcite, vaterite, and aragonite according to their crystal structures and morphology. XRD and SEM analysis were performed and the result showed that the morphology of produced PCC salt was vaterite.

지구온난화가 빠르게 진행됨에 따라 이산화탄소(CO2)의 포집과 저장기술(CCS, Carbon dioxide capture and storage)은 전세계적으로 관심이 집중되고 있다. 전문가들은 CCS기술이 2050년 50%의 CO2감축량 중 20% 정도를 차지할 것으로 전망하고 있다. 우리나라 역시 국가 중기(2020) 온실가스 감축 시나리오에서 CCS기술을 핵심포인트 기술의 하나로 선정하고 있다. CCS 기술은 화석연료 사용에 따라 발생된 CO2를 분리하고 회수하는 포집과 포집된 CO2를 저장소까지 이동하는 수송기술 및 수송된 CO2를 지중 또는 해양에 주입하여 격리시키고 감시하는 과정으로 구분할 수 있다. CCS 처리의 전체 비용 중에서 CO2포집비용이 75∼85%를 차지하고 있어, 저비용 포집공정이 CCS 기술 상용화에 매우 중요한 과제가 되고 있다. CO2포집기술 중, 연소 후 포집기술은 상용화 단계에 근접한 수준까지 발전할 정도로 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. 특히 액상 흡수제를 이용한 화학흡수법은 대량의 가스를 처리할 수 있다는 장점으로 인해 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. 현재 상용화되어 있는 화학흡수제로는 MEA(monoethanol amine)와 같은 아민(amine) 계열의 용매가 대표적이며, 이들은 CO2와 결합력이 매우 강하여 빠른 흡수속도를 가지는 장점이 있지만 흡수된 CO2를 분리하기 위하여 많은 에너지가 소비되고, 화학 부반응에 의한 흡수제의 손실, 흡수제에 의한 장치부식 등의 단점도 있다. 따라서 이를 보완할 수 있는 흡수제의 개발이 필요하다. 현재 차세대 흡수제로서 페놀레이트(phenolate)계, 설포네이트(sulfonate)계 및 이미다졸(imidazol)계 등을 바탕으로 하는 이온성 액체에 대한 연구가 폭넓게 수행되고 있다. 이와 함께 포집된 CO2를 메탄올, 포름산, CO, 에틸렌 등으로 전환시켜 재활용하고자 하는 연구도 활발하게 진행되고 있지만 포집된 CO2의 처분 또는 재활용에 대한 연구는 여전히 초보적인 수준에 머물고 있다. 본 연구에서는 고농도의 나트륨 이온(Na+)을 함유하는 알카리 폐액이나 농축해수를 포집을 위한 액상흡수제로 활용하는 자원회수형 화학흡수법의 적정 조건과 효율성을 검토하였다. 본 연구의 핵심기술은 Na+이온과 CO2를 반응시켜 중탄산나트륨(NaHCO3)으로 회수하는 암모니아-소다법(솔베이법)으로, 다음 반응식에 따라 CO2를 흡수하고 흡수된 CO2를 NaHCO3로 전환시켜 침전시킨다. CO2(g) + NH4OH(aq) → NH4HCO3(aq) (1) Na+(aq) + NH4HCO3(aq) → NaHCO3(s) + NH4+ (2) 솔베이반응은 반응촉매인 암모니아 농도(반응식 1)와 흡수액 중의 Na 농도(반응식 2)에 전적으로 지배를 받았다. 암모니아 농도가 높을수록 반응 (1)에 의한 CO2 흡수속도가 빨라져 NH4HCO3 농도가 높아졌으며, 이로 인해 반응 (2)가 촉진되어 흡수된 CO2가 NaHCO3로 변환, 침전되는 속도 및 양이 증가하였다. 최적의 암모니아 촉매농도는 5% 정도였으며, NaHCO3 침전반응을 일으킬 수 있는 Na 최소농도는 23,000 mg/L였다. 흡수액 중의 Na 농도가 증가할수록 CO2 흡수율과 NaHCO3 침전량은 증가하였다. 이 공정에서 회수된 NaHCO3 침전물은 정제과정을 거칠 경우 탈황제 등으로 활용할 수 있다.

산업이 가속화됨에 따라 범지구적 환경문제인 지구온난화에 대한 관심이 나날로 증가하고 있다. 온난화의 원인으로는 온실가스로 밝혀졌으며, 그 중 이산화탄소는 산업 활동에 의해 대량으로 배출되므로 온난화의 주범으로 꼽히고 있다. 광물탄산화 기술은 칼슘과 마그네슘 등의 금속산화물과 이산화탄소를 반응시켜 안정하게 저장하는 기술로 천연광물, 알칼리성 산업부산물 등이 주로 사용된다. 알칼리성 산업부산물 중의 하나인 제지슬러지소각재(Paper Sludge Ash, PSA)는 칼슘 함량이 25-70%로 높고, 입자크기가 10-100㎛로 미세하여 광물탄산화에 유리하다. 본 연구에서는 PSA의 칼슘을 구연산나트륨(Na3C6H5O7)으로 용출한 뒤 그 용출액에 이산화탄소를 저장하고자 하였다. 실험은 PSA의 성분을 분석한 후 칼슘 용출반응과 탄산화반응으로 나누어 실시하였고, 칼슘 용출반응은 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 1.5M의 용제농도와 1, 2, 5g/50mL의 고액비(Solid to Liquid ratio) 조건에서 진행되었다. 탄산화 반응은 용출반응에서 도출한 용제 농도 0.3M, 고액비 1g/50mL에서 1L의 용출액을 제조하여 이산화탄소 유량 0.1L/min으로 30분 동안 이루어졌고, 일정한 시간 간격으로 용액을 채취하여 칼슘농도 및 pH 변화를 관찰하였다. 이산화탄소를 주입하는 동안 pH가 초기 약 13.4에서 20분 이내에 9.38까지 서서히 감소하였다. 그리고 칼슘 농도가 초기 4283mg/L에서 10분 이내에 2713mg/L로 감소하면서 흰색 고체가 생성되었다. 그러나 탄산화반응 시간이 10분보다 길어지면서 생성된 고체가 모두 재 용해되어 회수할 수 없었다. 따라서 고체의 용해를 방지하기 위해 용액의 칼슘 농도가 증가하는 시점에서 이산화탄소 주입을 중지한 후 일정 시간 동안 방치하고, 생성된 고체를 회수하여 X-선 회절분석을 통해 확인하였다. 결과적으로 10분 동안 이산화탄소를 주입한 후 30분간 방치했을 때 약 7.33g의 고체를 회수하였고, 대부분의 고체는 calcite 형태의 탄산칼슘임을 확인하였다. PSA와 구연산나트륨을 이용하여 저장한 이산화탄소의 양은 약 161.3kg CO2/ton PSA이었다. 실험에 사용된 추출 용제인 구연산나트륨은 칼슘과 반응하여 다음과 같은 착물을 형성할 수 있다. 2Na3C6H5O7 + 3CaO + 3H2O → Ca3(C6H5O7)2 + 6NaOH 위 반응식에 따라 PSA로부터 효과적으로 칼슘이 용출될 뿐만 아니라 용출액의 pH가 높아 추가적인 알칼리물질 주입이 없더라도 탄산화 반응에 매우 유리하다.

본 연구는 기체분리막 기술을 이용한 바이오가스의 분리 및 활용에 관한 것이다. 기체분리막 기술은 상대적으로 높은 에너지 효율, 낮은 설치 및 유지관리 비용뿐만 아니라, 상변환이 없고 소요면적이 작다는 장점이 있다. 대부분의 바이오가스 고질화 기술은 메탄 손실이 발생하고 이산화탄소의 회수는 고려하지 않는다. 바이오가스로부터 분리된 이산화탄소는 산업분야 또는 농업분야 등에 유용한 자원으로 이용될 수 있으나, 이전의 많은 연구들은 주로 메탄 회수에 중점을 두었다. 본 연구에서는 바이오가스 중의 이산화탄소 회수를 중점으로 분리특성을 연구하였다. 여기서 우리는 사중발전(tetrageneration: C3HP) 시스템을 처음으로 제안하고자 한다. 사중발전은 삼중발전(CCHP) 시스템을 포함하며, 삼중발전 시스템에 이용되기 전에 바이오가스로부터 이산화탄소를 회수하는 공정이 포함된다. 회수된 이산화탄소는 농작물 생장 증진용, 식품산업용, 산업공정용을 포함한 많은 용도로 이용될 수 있다. 사중발전 시스템은 탄소배출의 최소화 또는 제로화, 전기·열E·냉각E·이산화탄소를 각각 생산하는 것에 비해 운전비용의 절감, 바이오가스로부터의 모든 잠재적 자원의 이용, 넓은 적용 범위 등의 장점을 가진다.

Sustainable and eco-friendly polymers, natural polymers, bio-based polymers, and degradable polyesters, are of growing interest because of environmental concerns associated with waste plastics and emissions of carbon dioxide from preparation of petroleum-based polymers. Degradable polymers, poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT), poly(propylene carbonate) (PPC), and poly(L-lactic acid) (PLLA), are related to reduction of carbon dioxide in processing. To improve a weak mechanical property of a degradable polymer, a blending method is widely used. This study was forced on the component separation of degradable polymer blends for effective recycling. The melt-mixed blend films in a specific solvent were separated by two layers. Each layer was analysed by FT-IR, DSC, and contact angle measurements. The results showed that each component in the PPC/PLLA and PPC/PBAT blends was successfully separated by a solvent.