대기ㆍ환경오염 측정센서 기술동향과 공기정화ㆍESG 관련 촉매 R&D 분석 (양장본 Hardcover)

대기ㆍ환경오염 측정센서 기술동향과 공기정화ㆍESG 관련 촉매 R&D 분석 (양장본 Hardcover)

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Description
배기가스에는 HC와 NOx, CO, CO₂, 미세먼지 등 유해물질이 다량 함유되어 있어 인체에 치명적이다. 전 세계적으로 배기가스의 저감을 위해 촉매기술 연구가 활발히 진행 중이다. 산화촉매는 화학공정에서 발생하는 VOCs 또는 유기성 악취 등을 처리하는데 활용되며, 특히 자동차 배기가스 중 NOx의 배출량을 줄이는 데 핵심적인 역할을 한다. 선택적 촉매로 작용하는 환원(SCR) 시스템도 이용되는데, 이때 촉매는 환원조절시스템 내에서 가장 많이 나오는 공해 성분인 NOx를 제거하는 역할을 수행한다. Technavio에 따르면 전 세계 배기가스 정화 촉매 시장은 2020년 109억 2,746만 달러에서 연평균 성장률 6.04%로 증가하여, 2025년에는 146억 4,973만 달러에 이를 것으로 전망하였다.

?지구온난화의 주요 원인으로 지목되고 있는 CO₂를 제거하기 위해 방출된 CO₂를 포집 및 저장(CCS) 하거나, 포집된 CO₂를 전환하여 제품으로 활용하는 CCU기술이 활발히 진행 중이다. CO₂를 반응원료로 활용해 다양한 탄소화합물로 전환하는 활용기술에 다양한 촉매가 사용되고 있다. 더불어 재생에너지의 보완재로 수소가 주목받으며, 전 세계 수소 수요가 증가하였다. 국내는 수소 활용분야에서 글로벌 경쟁력을 확보하였으나, 수소 생산 및 저장ㆍ운송 분야는 미흡한 상황이다. 때문에 저가 고성능 촉매 및 전극 소재를 위한 기초 원천기술 개발이 필요하다.

한편, 플라스틱의 사용량이 급증하여 폐플라스틱의 재활용 필요성은 더욱더 커지고 있다. MarketsandMarkets에 따르면 전 세계 플라스틱 폐기물 관리 시장은 2019년 325억 8,000만 달러에서 연평균 성장률 3.05%로 증가하여, 2024년에는 378억 6,000만 달러에 이를 것으로 전망하였다. 자연환경에서 미세플라스틱의 완전한 분해는 매우 어렵기 때문에, 안정적이고 반응성 및 선택성이 뛰어난 촉매 개발은 폐플라스틱의 효과적인 분해를 위해서 매우 중요한 기술이다.

이에 본원 R&D정보센터에서는 대기환경?탄소중립 기반 촉매 화학공정 기술 개발에 대한 수요에 선제적으로 대응하고자 「대기?환경오염 측정센서 기술동향과 공기정화?ESG 관련 촉매 R&D 분석」 을 발간하였다. 본서는 대기오염물질 정화/제거 촉매 및 환경센서 기술, CO₂ 화학전환 촉매 기술, 폐플라스틱 분해 촉매기술, 수소 생산/운반분야 촉매기술 등 총 4편으로 구성되었다. 본서가 학계?연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

2022. 6.
저자

지식산업정보원R&D정보센터

목차

제Ⅰ편대기오염물질정화·저감촉매활용과센서개발
제1장대기오염물질저감·정화촉매기술연구동향
1.VOCs저감기술과촉매컨버터주요동향
1)VOCs저감기술과촉매컨버터
(1)정의및필요성
(2)가치사슬
(3)정책동향
가.국내정책동향
나.해외정책동향
A)미국
B)중국
C)EU
2)VOCs저감기술과촉매컨버터기술동향
(1)기술범위및특징
(2)국내연구개발추진사례
(3)기술개발이슈
가.저온구동고효율제올라이트기반VOCs흡착공정
나.마이크로웨이브를활용한VOCs저감장치
(4)생태계기술동향
가.해외플레이어동향
나.국내플레이어동향
(5)주요플레이어특허동향
가.해외연도별출원동향
나.해외국가별출원동향(건수)
다.국내연도별출원동향
라.국내국가별출원동향(건수)
3)촉매컨버터시장동향
(1)기술개요
(2)시장현황
(3)시장동향
가.글로벌전체시장규모
나.세부항목별시장규모
다.지역별시장규모
라.국내시장규모
A)전체시장규모
B)세부항목별시장규모
(4)기업동향
가.BASF
나.JohnsonMathey
다.Umicore
라.Heraeus
마.IBIDEN
2.대기오염물질저감을위한광촉매연구개발최신동향
1)질소산화물저감아스팔트혼합물의광촉매적용사례
(1)광촉매
가.광촉매정의
나.광촉매종류및원리
(2)광촉매아스팔트혼합물의적용사례
가.국내
나.해외
(3)결론
2)광촉매제품질소산화물저감성능평가사례
(1)대상및방법
(2)연구결과및고찰
가.광촉매제품및현장적용
A)광촉매제품종류
B)광촉매제품현장적용
나.현장직접평가사례
A)NOx농도측정기이용
B)이동형광반응기이용
C)Samplingpipe이용
다.현장간접평가사례
A)Passivesampler이용
B)표면부산물분석
라.실험실평가사례
A)광반응기및내구성실험장치이용
B)광반응기이용
마.광촉매제품현장성능평가고찰
(3)결론
3)광촉매를이용한대기중질소산화물저감에대한연구
3.대기오염물질저감을위한SCR(선택적촉매환원)연구개발최신동향
1)노후특수ㆍ화물차량PM/NOx저감촉매기술연구
(1)연구배경
(2)실험
가.촉매선정및특성평가
나.SDPF코팅Slurry제조및코팅
다.시스템제작및동력계시험
A)시스템제작
B)동력계
(3)결과
가.SCR활성물질에따른deNOx특성
나.SDPF촉매loading량에따른deNOx및배압특성
다.동력계시험결과
(4)결론
2)Sb첨가에따른VWTi촉매의질소산화물저감연구
(1)연구배경
(2)실험
가.촉매제조방법
나.실험장치및방법
다.촉매특성분석
A)TEM/EDS(transmissionelectronmicroscopy/energydispersiveX-rayspectroscopy)
B)BET(Brunauer-Emmett-Teller)
C)H₂-TPR(temperatureprogrammedreduction)
D)FT-IR(fouriertransforminfraredspectometer)
E)O₂-TPD(temperatureprogrammeddesorption)
(3)결과및고찰
가.Sb첨가에따른VWSbTi촉매의물리ㆍ화학적특성
나.Sb첨가에따른VWSbTi촉매의탈질성능영향
(4)결론
3)텅스텐함량에따른NH₃-SCR바나듐계촉매연구
(1)연구배경
(2)실험
가.촉매의제조
나.실험장치및방법
(3)결과및고찰
가.바이오가스열병합발전에서발생하는NOx제거를위한NH₃-SCR성능비교
나.바이오가스열병합발전의배가스특성에따른NH₃-SCR반응활성평가
A)질소산화물농도에따른탈질촉매의반응활성평가
B)산소농도에따른탈질촉매의반응활성평가
C)수분농도에따른탈질촉매의반응활성평가
D)탈질촉매의산화환원특성분석
E)탈질촉매의암모니아흡착특성분석
F)탈질촉매의일산화탄소산화력평가
G)탈질촉매의내황성평가
H)탈질촉매의내열성평가
(4)결론
4)저온형금속지지체탈질코팅촉매연구
(1)연구배경
(2)실험방법
가.금속지지체코팅촉매제조
나.특성분석및성능평가
(3)결과및고찰
가.금속지지체특성분석
나.금속지지체코팅촉매부착력분석
다.금속지지체코팅촉매의활성평가
(4)결론
5)탈질촉매시스템을이용한원소수은산화실증사례
(1)연구배경
(2)석탄화력발전소SCR탈질공정에서원소수은산화성능실증사례
가.V₂O5/TiO₂계탈질촉매를이용한현장실증
나.Au/Al₂O₃촉매를이용한실증사례
(3)원소수은산화를위한SCR탈질촉매공정의역할과한계
(4)결론
6)질소산화물저감을위한Cu-SCR촉매의TiO₂첨가내구성연구
(1)연구배경
(2)실험장치및방법
(3)결과및고찰
가.TiO₂담지량에따른열적열화의내구성평가
나.TiO₂담지량에따른C3H6공존시영향
다.TiO₂담지량에따른Coking과H₂공존시영향
(4)결론

제2장배가스정화촉매시장과공기질측정환경센서기술
1.귀금속/비귀금속계금속활용촉매연구
1)촉매연소기용귀금속촉매와조촉매의특성연구
(1)연구배경
(2)실험방법
가.연소기용촉매제조
나.모델가스반응실험
다.연소기연소반응실험
(3)실험결과및고찰
가.모델가스반응실험결과
나.연소기반응실험결과
(4)결론
2)비귀금속계금속을이용한일산화질소산화촉매연구
(1)연구배경
(2)실험
가.촉매제조방법
나.실험장치및방법
(3)결과및고찰
가.코발트표면밀도에따른NO산화영향
나.Co/CeO₂촉매의물리ㆍ화학적특성
(4)결론
2.선박배출오염물질저감기술및배기가스정화촉매시장동향
1)선박배출오염물질저감정책및기술개발동향
(1)선박배출미세먼지통합저감기술개발사업
(2)동시저감기술소개
가.p-SDPF
나.전기집진복합장치
다.고효율동시저감(NOx/SO/PM)스크러버
2)배기가스정화촉매시장동향
(1)기술개요
(2)시장현황
(3)시장동향
가.글로벌전체시장규모
나.세부항목별시장규모
다.지역별시장규모
라.국내시장규모
(4)기업동향
가.경쟁환경
나.BASFCatalyst
다.JohnsonMatthey
라.Umicore
마.CorningIncorporated
바.Solvay
3.공기질측정·감지스마트환경센서기술동향
1)공기산업을선도하는스마트센서기술
(1)공기산업용스마트센서기술
가.공기질감지환경센서·모듈
나.배경및필요성
A)환경센서시장확대
B)다중이용시설의확대
C)규제의존형시장창출
다.기술적현황및문제점
A)미세먼지의농도및성분분석
B)유해가스분석
C)실시간부유미생물검출
D)생활방사능검출
(2)가스센서시장동향
가.글로벌시장
나.국내시장
(3)국내외기술개발동향
가.해외기술개발동향
A)입자상오염물질측정진단
B)가스대기환경규제물질측정진단기술
C)실내부유미생물탐지기술
D)방사능센서기술
나.국내기술개발동향
A)입자상오염물질측정진단
B)가스대기환경규제물질측정진단
C)휘발성유기오염물질/악취물질측정진단
D)실내부유미생물탐지기술
E)방사능센서기술
다.문제점분석
A)환경기술및환경산업의경쟁력취약
B)저가센서에치중한개발환경
C)국가차원에서의지원부족
라.향후대응방향
2)가스센서선택성향상을위한멤브레인및촉매연구동향
(1)연구배경
(2)가스센서동작원리와선택성향상을위한전략
가.나노입자촉매를도입한가스감지선택성향상
나.금속유기구조체(MOFs)멤브레인을통한선택성향상
다.기공도조절된그래핀산화물멤브레인을활용한센서선택성향상
라.금속산화물멤브레인을활용한센서선택성향상
(3)가스센서선택성향상을위한촉매연구와멤브레인연구의미래전망
(4)결론
3)산화물반도체이용한실내공기질가스센서연구동향
(1)연구배경
(2)산화물반도체가스센서의검지원리
(3)산화물반도체를이용한실내공기질가스센서
가.일산화탄소(CO)가스센서
나.포름알데히드(HCHO)가스센서
다.방향족휘발성유기화합물(aromaticvolatileorganiccompounds)가스센서
(4)결론및전망
4)그래핀복합소재를이용한유해물질감지센서개발
(1)환경호르몬으로작용하는유해물질비스페놀A(BisphenolA,BPA)
(2)원자폭탄보다무서운유해활성산소,과산화수소(H₂O₂)
(3)국내외환경
(4)시장규모
5)WO₃기반가스센서의감응특성향상연구동향
(1)연구배경
(2)본론
가.WO₃가스센서의감응원리
나.나노구조(Nanostructure)
다.도핑&데코레이션(Doping&Decoration)
(3)결론
6)자극응답형페로브스카이트센서소재기술연구
(1)연구목적
(2)본론
가.TemperatureEffect
나.AirEffect(Humidity)
다.ChemicalEffect(Gasmolecule)
(3)결론
7)IoT센서를활용한미세먼지분석기술연구
(1)관련센서및연구
가.아두이노
나.미세먼지센서(GP2Y1014AU0F)
다.차압센서(53A-L15H-2210)
라.관련연구
(2)시스템구조및프로세스소개
가.데이터생성및웹서버전송프로세스
나.데이터베이스전송베이스
다.데이터정제및파이썬분석프로세스
(3)결론

제Ⅱ편이산화탄소포집·저장·전환현황과촉매기술연구
제1장CCUS주요동향과CO₂의메탄활용촉매기술
1.이산화탄소포집?활용(CCU)주요동향
1)CCUS추진배경과현황
(1)배경
(2)정책동향
(3)시장동향
2)CCUS산업동향과특성
(1)CCUS산업동향
(2)