콘크리트 철도 침목 폐기물을 활용한 CO2 포집제 제조 연구

초록

최근 세계적으로 이산화탄소(CO2)의 과도한 배출로 기후변화가 야기되며 CO2를 제거하고 활용하는 기술이 활발히 연구되고있다. 본 연구에서는 철도의 선로에서 발생하는 콘크리트 철도 침목 폐기물을 CO2 흡수 소재의 활용 가능성을 평가하고CO2 흡수 반응 전/후의 물리화학적 성질 분석을 통해 CO2 제거 메커니즘을 연구하였다. 콘크리트 철도 침목 폐기물은 대부분Si(26.60 %)로 이루어져 있고 Ca 함유량이 9.82 %로 포틀랜드 시멘트, 일반 콘크리트 폐기물 시료와 비교하였을 때 가장적음에도 불구하고 함유량의 98 %가 CO2 포집 반응에 참여하여 CO2 포집 소재로의 우수한 활용 가능성을 입증하였다. TGA와XRD 분석을 통해 콘크리트 철도 침목 폐기물 기반 CO2 포집 소재가 함유하고 있는 Ca가 CO2 기체와의 반응을 통해 CaCO3로전환되는 탄산화 반응이 CO2 제거의 주요 메커니즘임을 확인하였다. 또한 SEM 분석 결과 CO2 포집 반응 이후에 0.1 μm 이하 크기의 CaCO3 입자가 다량 형성되었으며, 이는 CO2 포집 소재 내부에 거대기공을 메조기공으로 변환시켜 포집 소재의비표면적 증가를 야기하였다.

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