"바이오디젤"의 두 판 사이의 차이

2021년 6월 8일 (화) 00:20 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 바이오디젤 생산성 향상을 위한 고체촉매의 개선

영문 : Solid Catalyst Improvement for Biodiesel Production

과제 팀명

바이오디젤

지도교수

김의용 교수님

개발기간

2021년 3월 ~ 2021년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 화학공학과 2015XXX0** 김**(팀장)

서울시립대학교 화학공학과 2015XXX0** 백**

서울시립대학교 화학공학과 2014XXX0** 연**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 차세대 촉매로써 고체촉매를 연구하여 고체촉매의 특성 및 경향성에 대해 연구한 뒤 미래 촉매의 방향성 제시

◇ 고체촉매의 크기, Pore size, 형태 등의 물리적 특성을 고려하여 촉매의 효율에 대한 연구를 통해 개선방안 제시

◇ 고체촉매의 산 / 염기성, 촉매의 조성 등과 같은 화학적 특성을 고려하여 촉매의 효율에 대한 방향성 제시

개발 과제의 배경

◇ 대기 오염과 석유 사용의 상관관계가 이미 공공연하게 증명된 지금, 그에 대한 책임론으로써 지구의 환경을 개선하기 위한 여러 가지 방안들이 마련되고 있다.

◇ 이러한 대체 에너지에는 원자력, 풍력, 수력, 신재생 에너지 등 다양한 에너지들이 존재한다.

◇ 대체 에너지의 개발과 사용 현황을 조사하던 중, 우리는 현재 휘발유에 의무적으로 일정 부분을 포함하여 사용하도록 한 바이오디젤에 대해 알게 되었다.

◇ 바이오디젤은 산가가 높은 유지, 즉 폐유 및 산업적으로 사용할 수 없는 식물성 및 동물성 지방을 이용하여 생산된 경유를 대체하는 원료이다.

◇ 바이오디젤에 대해 다양하게 조사한 결과, 바이오디젤은 점점 더 그 사용처를 늘려나갈 방침이고, 또한 바이오디젤의 생산 방법과 그 소재의 다양화에 있어서 활발한 연구가 이루어지고 있다.

◇ 이에 따라 우리는 바이오디젤에 대해 심층적으로 조사하고 문헌을 연구 및 분석하여 바이오디젤의 생산 방법에 대해 파악하고 그 생산에 있어서 환경적, 경제적인 개선 방안을 모색하여 바이오디젤 생산이 앞으로 지향해야 할 방향성을 제시하고 그 방법에 대해 연구하도록 한다.

개발 과제의 목표 및 내용

녹슨 선박이나 철골 구조물에서 얻을 수 있는 적철석(Hematite)를 이용하여 경제적인 바이오디젤 생산 촉매를 생산하고, 이 촉매의 생산 공정에 차이를 두어 화학적 조성과 물리적 특성의 차이를 방향성 있게 변화시켜 촉매의 효율과 생산성에 어떤 영향을 미치는지 조사한다.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

전 세계적인 기술현황

동해물과백두산이

특허조사 및 특허 전략 분석

◇ 불균일계 촉매를 이용한 바이오디젤의 정제방법

- 특허번호 : KR100831072B1 - 출원일 : 2006. 9. 18. - 등록일 : 2008. 5. 20. - 특허권자 : 전남대학교 산학협력단 - 발명자 : 박돈희, 정귀택

본 발명은 유지로부터 바이오디젤의 제조공정 중 정제방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 과량의 알코올이 제거되고 글리세린이 층분리 된 정제되지 않은 조바이오디젤(crude biodiesel)을 불균일계 촉매하에서 수소화기()와 수산화기()의 중화 단계, 1가 또는 2가 금속이온(, , , )의 제거단계, 그리고 글리세린을 제거단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오디젤의 정제방법에 관한 것이다.

◇ 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매 및 그 제조방법, 그리고 바이오디젤의 제조방법

- 특허번호 : KR102010037722A - 출원일 : 2009. 12. 24. - 등록일 : 2012. 1. 19. - 특허인 : 한국생산기술연구원 - 발명자 : 장덕례, 김호성, 김민규, 김장미

본 발명은 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매 및 그 제조방법, 그리고 바이오디젤의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 제올라이트에 염기성 물질이 담지된 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매를 제공한다. 또한, 본 발명은 제올라이트에 염기성 물질을 함침하는 제1단계; 및 상기 염기성 물질이 함침된 제올라이트를 소성하는 제2단계를 포함하는 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매의 제조방법을 제공한다. 아울러, 본 발명은 제올라이트에 염기성 물질이 담지된 고체 염기촉매를 준비하는 제1공정; 및 유지, 유지로부터 유도된 지방산 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 원료를 상기 고체 염기촉매 하에서 알코올과 반응시키는 제2공정을 포함하는 바이오디젤의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 바이오디젤의 제조 시 우수한 반응 활성을 나타내어 바이오디젤의 수율(전환율)이 우수하고, 반응 종료 후 촉매의 회수 및 재사용이 용이하며, 폐수 등이 발생되지 않아 바이오디젤의 생산성 향상에 기여할 수 있다.

◇ 복합촉매를 이용한 지방산 알킬 에스테르를 제조하는 방법

- 특허번호 : KR101000365B1 - 출원일 : 2010. 4. 30. - 등록일 : 2010. 12. 6. - 특허권자 : 애경유화 주식회사 - 발명자 : 김정곤, 서성덕, 이종화, 최재희

본 발명은 지방산 알킬 에스테르 제조를 위한 아민 및 티올화합물이 도입된 촉매 및 이를 이용하여 지방산 알킬에스테르를 제조하는 방법에 관한 것으로, 지방산 알킬 에스테르의 제조에 사용하기 위한 하기 화학식 1의 (상기 식에서, x는 에 대한 몰 비로 1 내지 3의 실수를 나타낸다)의 금속산화물 입자 표면에 아민및 티올화합물이 도입된 촉매를 사용함으로써 별도의 촉매 분리 공정이 필요없이 동식물성 유지로부터 전환율 및 선택도가 우수하며, 부산물 생성이 감소된 지방산 알킬 에스테르를 용이하게 제조할 수 있어, 해당분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

시장상황에 대한 분석

경쟁제품 조사 비교

내용

마케팅 전략 제시

내용

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

내용

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

내용

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 동해물과백두산이
 *특허조사 및 특허 전략 분석
-내용
+ ◇ 불균일계 촉매를 이용한 바이오디젤의 정제방법
+- 특허번호 : KR100831072B1
+- 출원일 : 2006. 9. 18.
+- 등록일 : 2008. 5. 20.
+- 특허권자 : 전남대학교 산학협력단
+- 발명자 : 박돈희, 정귀택
+본 발명은 유지로부터 바이오디젤의 제조공정 중 정제방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 과량의 알코올이 제거되고 글리세린이 층분리 된 정제되지 않은 조바이오디젤(crude biodiesel)을 불균일계 촉매하에서 수소화기()와 수산화기()의 중화 단계, 1가 또는 2가 금속이온(, , , )의 제거단계, 그리고 글리세린을 제거단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오디젤의 정제방법에 관한 것이다.
+ ◇ 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매 및 그 제조방법, 그리고 바이오디젤의 제조방법
+- 특허번호 : KR102010037722A
+- 출원일 : 2009. 12. 24.
+- 등록일 : 2012. 1. 19.
+- 특허인 : 한국생산기술연구원
+- 발명자 : 장덕례, 김호성, 김민규, 김장미
+본 발명은 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매 및 그 제조방법, 그리고 바이오디젤의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 제올라이트에 염기성 물질이 담지된 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매를 제공한다. 또한, 본 발명은 제올라이트에 염기성 물질을 함침하는 제1단계; 및 상기 염기성 물질이 함침된 제올라이트를 소성하는 제2단계를 포함하는 바이오디젤 제조용 고체 염기촉매의 제조방법을 제공한다. 아울러, 본 발명은 제올라이트에 염기성 물질이 담지된 고체 염기촉매를 준비하는 제1공정; 및 유지, 유지로부터 유도된 지방산 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 원료를 상기 고체 염기촉매 하에서 알코올과 반응시키는 제2공정을 포함하는 바이오디젤의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 바이오디젤의 제조 시 우수한 반응 활성을 나타내어 바이오디젤의 수율(전환율)이 우수하고, 반응 종료 후 촉매의 회수 및 재사용이 용이하며, 폐수 등이 발생되지 않아 바이오디젤의 생산성 향상에 기여할 수 있다.
+ ◇ 복합촉매를 이용한 지방산 알킬 에스테르를 제조하는 방법
+- 특허번호 : KR101000365B1
+- 출원일 : 2010. 4. 30.
+- 등록일 : 2010. 12. 6.
+- 특허권자 : 애경유화 주식회사
+- 발명자 : 김정곤, 서성덕, 이종화, 최재희
+본 발명은 지방산 알킬 에스테르 제조를 위한 아민 및 티올화합물이 도입된 촉매 및 이를 이용하여 지방산 알킬에스테르를 제조하는 방법에 관한 것으로, 지방산 알킬 에스테르의 제조에 사용하기 위한 하기 화학식 1의 (상기 식에서, x는 에 대한 몰 비로 1 내지 3의 실수를 나타낸다)의 금속산화물 입자 표면에 아민및 티올화합물이 도입된 촉매를 사용함으로써 별도의 촉매 분리 공정이 필요없이 동식물성 유지로부터 전환율 및 선택도가 우수하며, 부산물 생성이 감소된 지방산 알킬 에스테르를 용이하게 제조할 수 있어, 해당분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
 ====시장상황에 대한 분석====