연구개발 내용

- C1 가스인 메탄과 CO 자원을 셰일가스, 바이오가스 및 산업용 부생가스로부터 확보하고, 이를 효율적으로 물질전환 하기 위한 C1 바이오촉매, C1 화학촉매를 기술 단계에 따라 개발하고 있다. 또한, 최종제품에 맞추어 개발된 촉매를 활용한 C1 리파이너리 공정기술을 산업적으로 활용 가능하도록 설계하고 최적화하는 융복합 연구를 추진하고 있다.

 

- C1 바이오촉매, C1 화학촉매를 개발하기 위하여, 기본적으로 C1 전환 구조기반 효소 설계 기술, 고속 C1 전환 효소 스크리닝 기술, O2 활성화 촉매 설계 기술, C-H 활성화 촉매 설계 기술, CO 활성화 촉매 설계 기술 등이 요구된다. 그리고 이러한 설계·탐색 기술을 이용하여 물질전환을 효율적으로 수행하기 위한 C1 전환 촉매인, 메탄 전환 효소, 메탄 전환 균주, CO 전환 균주, 메탄올 전환 균주, 메탄 산화체 제조용 촉매, 메탄 활성화 균질계/비균질계 촉매, CO 활성화 균질계/비균질계 촉매, 올레핀 제조용 이/다량화 촉매, BTX 제조용 메탄 고리화 촉매, 메탄·CO 동시 활성화 촉매를 개발하고 있다. C1 바이오촉매 및 C1 화학촉매의 대표기술은 아래와 같다.

 

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- C1 리파이너리 기술은 생물공정, 화학공정, 화학·생물 융복합 공정으로 구성되어 있다. 개별 공정은 앞에서 개발한 촉매들을 단일 또는 복합적으로 사용하도록 구성하고, 각각의 생산 기술 공정은 최종제품인 메탄올, 에탄올, C4 알코올, 유기산, 올레핀, BTX, 폴리케톤을 생산하도록 구성하여 연구를 수행하고 있다.

 

- 또한 C1 리파이너리 기술 공정의 생산 효율을 극대화하기 위하여, 별도의 C1 가스 전환용 리파이너리 소재를 개발하고 있다. C1 가스 리파이너리에 공통적으로 활용할 수 있는 소재, C1 바이오촉매 공정을 위한 C1 가스 전달 한계 극복 시스템, C1 화학촉매 공정에 특화된 C1 활성화 분리막 기술이 해당된다. 이러한 효율화 기술은 최종제품을 산업적 측면에서 경제적으로 생산할 수 있도록 한다. 또한, C1 리파이너리 결과물의 시험, 분석을 사업단 차원에서 일원화 평가하여 연구성과에 대한 검증이 더욱 객관적으로 이루어지도록 C1가스 전환기술 공통시험 연구를 수행하고 있다.

R&D 전략사무국은 국내 산업체 Needs를 반영한 수요발굴, 세부과제 기획 및 평가를 담당한다. 과제별로 효율적 과제 운영 및 체계적으로 성과목표 관리를 수행하고 있으며, 연구성과의 Lab-to-Market 실현을 위한 기술 사업화를 중개한다.

 

- 시기별 TRL 목표 수준을 구체적으로 살펴보면,

• 1단계에는 다양한 연구개발 전략을 동시에 시도하여 성공가능성이 높은 촉매들을 1차적으로 발굴·선별하고, 최종제품 생산을 위한 다양한 촉매와 공정을 설계·분석하고 이해·개발하여, 잠재력 높은 혁신적인 촉매 및 공정을 개발하도록 유도하고 지원하고 있다.

• 2단계에는 선별된 잠재력 높은 촉매 및 공정들에 대하여 연구자원을 중점 투자하여, 최종제품을 산업적으로 생산 가능하도록, C1가스 저온·저압 직접전환 융복합 혁신 촉매 및 공정을 개발하고 구축하고자 한다.

• 3단계에는 확보된 촉매 및 공정의 최적화 연구를 수행하여, 목표 수준 이상의 최종제품을 TRL 6단계 수준에서 생산하고, TRL 7단계 이상의 산업화를 위한 데이터를 축적하여, 미래 “C1 가스 리파이너리 사업”의 선도 기술 강국 도약 발판을 마련하고자 한다.


 

사업 전체 구성 및 기술 분야

C1 가스 리파이너리 사업단

  • C1 바이오촉매
  • C1 가스 전환용 한계 돌파형 효소 설계 및 개발

    효소 스크리닝 기술

    C1 전환 요소

    C1 가스 부산물 이용 효소

    고효율 C1 가스 전환 원천 균주 개발

    균주 스크리닝 기술

    메탄/메탄올 전환 균주

    CO 전환 균주

  • C1 화학촉매
  • C1 가스 활성화용 금속촉매 합성

    메탄 전환 균질계 촉매

    CO 활성화 균질계 촉매

    메탄 및 CO 활성화 촉매

    C1 가스 고부가 가치를 위한 비균질계 및 융복합 촉매 개발

    메탄 활성화 비균질계 촉매

    CO 활성화 비균질계 촉매

    메탄 산화체 제조용 비균질계 촉매

    올레핀 제조를 위한 메탄 이/다량화 촉매

    BTX 제조용 촉매

  • C1 리파이너리
  • C1 가스 전환율 극대화를 위한 리파이너리 소재 개발

    가스 전달 한계 극복 C1 가스전환 시스템

    전환효율 극대화를 위한 C1 반응/분리 소재

    C1 활성화 분리막 및 전환 시스템

    C1 가스 전환을 통한 메탄올 생산 융복합 기술 개발

    메탄올 생산 C1 가스 전환 생물학적 전환공정

    융복합 촉매 이용 메탄올 생산 시스템

    C1 가스 전환을 통한 에탄올 생산 융복합 기술 개발

    C1 이용 에탄올 생산 시스템

    C1 가스 전환을 통한 C4 알코올로 생산 융복합 기술 개발

    C4 알코올 생산을 위한 C1 활용 기술

    C1 가스 전환을 통한 유기산 생산 융복합 기술 개발

    카르보닐화 반응을 통한 유기산 생산 시스템

    생물학적 C1 기반 비올레핀 고분자 원료 생산기술

    C1 가스 직접전환을 통한 기초화학원료 생산 융복합 기술 개발

    메탄 전환을 통한 올레핀 생산

    메탄 방향족화 반응이용 BTX 생산 시스템

    고부가가치 화학원료 생산을 위한 CO 전환 촉매 시스템

    C1 가스 전환기술 공통 시험 연구

    C1 가스 전환기술 공통 시험 연구

  • R&D 전략사무국
  • C1 가스 리파이너리 사업 운영

    기획운영위원회

    과제기획 및 운영

    수요기업협의체 관리

    성과확산(기술사업화)

    정책지원(탄소자원화)

(04107) 서울특별시 마포구 백범로 35 서강대학교 떼이야르관 1008호 TEL. 02.705.8710 FAX. 02.705.8799 Email: cgrcsg@gmail.com

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