| 과제목적분류 | 기타 | 소속 | 자원활용연구본부 - 자원소재연구센터 |
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| 과제명 | 국문 | 고순도 정제흑연 제조를 위한 미활용·폐흑연의 CO₂ 활용 유동정제·자원화 통합공정 개발 | ||
| 영문 | Development of a CO-Utilized Hydrodynamic purification Process for eco-refined Graphite from Underutilized Graphite | |||
| 연구기간 | 2026.04.01 ~ 2030.12.31 | |||
| 연구비 | 2,530,000,000원 | |||
| 연구책임자 | 정재민 | |||
| 연구내용 | 연구목표 | [최종목표] ㅇ미활용/폐 흑연을 원료로 전처리 및 유동정제 기술을 통한 정제 흑연 제조(100kg/day)와 정제 폐수/잔사 무방류를 위한 유가자원 회수(탄산염, 황산염) 및 수처리제 제조 순환 기술 개발 ① 미활용 흑연 자원 선별 및 파분쇄를 통한 전처리 흑연원료 등급화 ② CO2, 저농도 산 이용 정제흑연(>99%) 제조 및 기능화(초고순도, 팽창, 복합제 등) ③ 폐수 분리 농축 및 유가이온 소재화(탄산염, 황산염 5종 이상)와 수처리제 제조(3종 이상) ④ AI공정제어 기술 도입을 통한 공정최적화 및 LCA를 위한 데이터 수집 | ||
| 연구내용 | [1차년도] ㅇ 미활용 흑연의 물성규명 및 전처리공정 기초 확립 및 단계별 계획수립, 흑연 파/분쇄 ㅇ 미활용 흑연원료 특성 규명 및 선택적 회수 기술 개발과 실험실 규모 (Lab-scale) 유동반응기 시스템 구축 및 공정 검증 ㅇ 흑연 초고순도화를 위한 흑연 팽창화 공정 확립과 상용 흑연, 박리흑연을 이용한 물성 데이터베이스 구축 및 개질·복합화 기초연구 ㅇ 복합 정제 폐액 특성 규명 및 전처리 최적 공정 기술 개발, 탄산화 반응기 설계 및 시스템 제작, 폐황산 제제 및 재생 황산 품질 기준 확립 ㅇ 미활용 흑연원료 등급 반영 정제 공정 구조 및 공정 변수 정의, 공정 데이터 수집·표준화 및 단위 공정별 AI Surrogate Model 구축 [2차년도] ㅇ 미활용 흑연의 특성 맞춤형 선택적 분쇄 및 공정 프로토콜 확립, 원료의 특성에 따른 등급별 분류 ㅇ 열처리-습식 기반 흑연 정제 기술 공정 검증, L급(Liter-scale) 정제공정 구축 및 최적화 ㅇ 고온 염소가스 처리 공정 연계를 통한 흑연 초고순화 공정개발, 정제흑연, 박리흑연을 이용한 물성 데이터베이스 구축 및 개질·복합화 공정 기술개발 ㅇ 유가이온의 탄산 자원화, 유가이온의 탄산 자원화, 황산 재사용 및 공정수 내부 순환 설계 ㅇ 미활용 흑연원료 등급별 정제 공정 특성 비교·분석, 다중 공정 연계 Multi-objective Surrogate Model 및 Bayesian Optimization 기반 최적 운전 조건 탐색 [3차년도] ㅇ 원료별기술 고도화 및 에너지 효율 최적화 및 소규모 실증생산,무연탄 및 미활용 흑연원료의 특성별 전처리 / 고순도화 공정 확립 ㅇ 산 사용량 저감 및 다원료 pilot 규모 공정개발, 중형 정제공정 구축 및 공정 고도화 ㅇ 탄소 원료별 1차 정제 흑연 맞춤형 초고순도화 정제 공정 개발, 정제흑연, 박리흑연 물성 향상을 위한 개질·복합화 공정 기술 고도화 ㅇ 전이금속(Ni, Co, Mn) 회수를 위한 맞춤형 분리막 및 농축 기술 적용, 모니터링 센서 연계 | |||
| 기대성과 | [연구개발성과의 활용방안 및 기대효과] ㅇ 미활용 자원의 고부가가치 소재화 및 친환경 자원순환 선도 모델 구축 ㅇ LCA 기반 저탄소 제품 경쟁력 확보 및 능동적 온실가스 감축 기술 내재화 ㅇ 핵심 소재 공급망 자립화 및 강건화 및 차세대 첨단소재 응용 산업 생태계 확장 ㅇ 저농도 산처리 및 물리·화학적 융합 정제 기술 내재화 및 폐수 무방류 시스템 기반의 수계 환경 보호 ㅇ 탄소저감형 공정 도입을 통한 제품 탄소발자국 감축 및 저탄소 인증 프리미엄 기반 고부가가치 응용소재 시장 선점 ㅇ 수입 의존형 흑연 원료의 대체 국산화 실현 및 미활용 흑연 맞춤형 전처리 및 원료 등급화를 통한 공정 안정화 ㅇ 데이터 기반 AI 최적화 제어 시스템 구현 및 유가금속 분리·회수 및 탄산·황산 소재화를 통한 자원순환 완성 | |||
| 연구성과 | 논문(0건) | |||
| 특허(0건) | ||||
| 보고서(0건) | ||||
