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Executive Summary

목차

제1장 서론 16

1. 연구개발의 배경 및 필요성 16

2. 연구개발의 기술동향 18

2.1. 수소 저장 소재 연구동향 18

2.2. 이산화탄소 포집 소재 연구동향 20

2.3. 리그닌 바이오폴리머의 소재 전환기술 동향 23

제2장 연구개발 수행내용 27

1. 연구개발 수행과정 27

1.1. 핵심 연구 개요 27

1.2. 연구목표 29

2. 1단계 연구수행 내용 31

2.1. 1단계 목표 31

2.2. 1차년도 목표 31

2.3. 1차년도 실험수행 방법 및 내용 32

2.4. 2차년도 목표 33

2.3. 2차년도 실험수행 방법 및 내용 34

제3장 연구개발 수행결과 및 목표달성 정도 37

1. 연구개발 수행결과 37

1.1. 리그닌의 나노소재화를 위한 전처리 기술개발 37

1.2. 금속염-탄소 골격체 신소재(MC2B) 합성 기술 개발 40

1.3. 리그닌 유래 다공성 흡착소재의 H₂ 흡착성능 평가 45

1.4. 리그닌 유래 다공성 흡착소재의 CO₂ 흡착성능 평가 55

1.5. 리그닌을 활용한 Metal organic framework 제조방안 도출 62

2. 연구개발 목표달성 정도 63

2.1. 성과목표별 달성도 63

3. 연구개발 결과의 예상성과 및 활용방안 68

3.1. 연구개발 결과의 예상성과 68

3.2. 연구개발 결과의 활용방안 70

제4장 2단계 연구계획 71

1. 2단계 연구계획 및 연구개발 추진계획 71

1.1. 목표설정의 타당성 71

1.2. 목표설정의 타당성 77

참고문헌 78

서지자료 80

Bibliographic Data 81

판권기 82

표목차

표 1.1. 수소 저장기술 종류 및 특징 19

표 1.2. 수소 저장기술 국내외 기술수준 및 본 연구개발과제 성능목표 19

표 1.3. 이산화탄소 포집 기술 종류 및 특징 21

표 1.4. 이산화탄소 포집 국내외 기술수준 및 본 연구개발과제 성능목표 22

표 1.5. 본 과제의 중복성 검토 및 기존 과제와의 차별성 22

표 1.6. 리그닌의 종류 및 추출 방법과 특징 정리 25

표 2.1. 연구과제 최종목표 및 단계별 성과목표 29

표 2.2. 연구과제 연차별 연구목표 30

표 2.3. 1차년도 WBS 32

표 2.4. 리그닌의 나노소재화를 위한 전처리 기술개발 실험방법 32

표 2.5. 금속염-탄소 골격체 신소재 합성 실험방법 33

표 3.1. H₂ uptake according to the pore characteristic of the developed... 53

표 3.2. 연구개발 최종성과에 따른 파급효과 69

표 4.1. 2차년도 WBS[표없음] 13

그림목차

그림 1.1. 리그닌, 셀룰로스, 헤미셀룰로스 구조 24

그림 2.1. 본 연구과제에서 개발하고자 하는 MC2B 소재 개념 28

그림 2.2. MC2B 소재 제조공정 방안 28

그림 2.3. CO₂-MC2B를 활용한 건축단열소재 제조공정 방안 29

그림 2.4. 신소재 물리화학적 특성 분석을 위한 분성장비 33

그림 3.1. SEM and TEM Image of Raw lignin(A,B), Lignin-NaOH(C,D), Lignin-H3PO4(E,F) 38

그림 3.2. FT-IR results of Raw lignin(top), Lignin-NaOH(middle),... 39

그림 3.3. Lignin-Cu after sol-gel, hydrothermal, and... 40

그림 3.4. FT-IR results of Raw lignin(top), Sol-gel&hydrothermal... 41

그림 3.5. XRD results of Raw lignin(top), Sol-gel&hydrothermal... 43

그림 3.6. XPS results of (A) Sol gel-hydrothermal synthesized lignin-cu, and (B) Sol... 44

그림 3.7. XPS results of Sol-gel&hydrothermal&calcination synthesized lignin-cu 45

그림 3.8. Thermal properties of raw lignin power as a... 46

그림 3.9. SEM images of (a) raw lignin, (b) carbonized lignin, and lignin-derived... 47

그림 3.10. (a) Nitrogen adsorption/desorption isotherm and (b) pore size distribution... 48

그림 3.11. XPS spectra of (a) element analysis, and XPS C1s spectra of (b)... 50

그림 3.12. H₂ adsorption/desorption isotherm of lignin-derived porous carbons... 51

그림 3.13. H₂ adsorption as a function of (a) specific surface area, and (b) total... 53

그림 3.14. Multicycle H₂ adsorption isotherms for (a) KOH3, and (b) NaOH3 samples... 54

그림 3.15. 물질구조를 파악하기 위한 IR spectra 분석 결과 55

그림 3.16. 결정 구조 확인을 위한 X-ray diffraction 결과 56

그림 3.17. FE-SEM 결과(좌)와 X-ray EDS 결과(우) 57

그림 3.18. BET 등온선 결과(위)와 표면적 및 공극 결과(아래) 58

그림 3.19. MgO/N-rGO의 CO₂ 흡착 곡선 59

그림 3.20. XPS 결과 59

그림 3.21. 화학 결합 구성을 확인하기 위한 XPS 분석 결과 60

그림 3.22. pyridinic N과 수소화된 pyridinic N-H의 존재 60

그림 3.23. rGO, N-rGO 및 MgO/N-rGO의 라만 분광법 결과 61

그림 3.23. Concept map of Manufacturing metal organic framework using lignin 62

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