제올라이트를 이용한 수도권 매립지 가스 중 CO₂ 선택제거용 흡착제 개발 연구

Abstract

지구 온난화의 주요 원인 중의 하나인 이산화탄소는 기후변화 협약에 의해 총량 배출 규제 및 배출 감축 의무화 등이 필연적이며, 이산화탄소 배출 절감을 위한 연구도 활발하다. 본 연구에서는 매립지에서 발생 되는 가스 내 주요 성분인 CH₄과, CO₂ 중 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 줄이고, 고 발열량 (9,500㎉/㎥)의 메탄가스를 얻기 위해 매립지 가스(Land fill gas)내 발생 가스 중 이산화탄소만을 선택적으로 흡착할 수 있는 물질을 개발하기 위하여 제올라이트를 이용하여 흡착제를 개발하였다. 제올라이트는 골격이 규칙적이고 종류에 따라 cage 구조를 가지고 있어 양이온의 형과 수를 제어하여 제올라이트 기공의 pore와 직경을 조절 할 수 있으며, 제올라이트의 양이온은 외각에 자리하고 있기 때문에 이온교환이 쉽게 이루어진다. 국내에서 판매되고 있는 Zeolite 13X를 기본 물질로 이용하여 무기, 유기 결합제 첨가하였고 이온교환 후 매립지 가스 내 이산화탄소를 선택적으로 흡착하는 흡착제를 개발하여, 실시간 분석기를 이용하여 매립지 가스 내의 흡착성능을 알아보았으며, BET, SEM, XRD, XRF, ICP 분석을 통하여 개발된 흡착제의 특성을 알아보았다.