Hydrogen & Clean EnergyAvailable for Transfer
폐타이어 활용 청록수소 생산 촉매 기술
메탄 열분해시 CO₂ 없이 수소(H2)와 탄소(C)를 얻으나, 고가의 니켈·철 촉매는 소결·코킹으로 비활성화됨 → 이를 해결하기 위해, 폐타이어 카본블랙을 공기 400℃·질소 800℃ 2단계 열처리하되 공기 단계를 질소 단계 이상 유지해 황·휘발분을 제거하고 비표면적을 최대 261 m²/g로 확대한 저가 촉매 기술
CATEGORYHydrogen & Clean Energy
Overview
- 메탄 열분해시 CO₂ 없이 수소(H2)와 탄소(C)를 얻으나, 고가의 니켈·철 촉매는 소결·코킹으로 비활성화됨 → 이를 해결하기 위해, 폐타이어 카본블랙을 공기 400℃·질소 800℃ 2단계 열처리하되 공기 단계를 질소 단계 이상 유지해 황·휘발분을 제거하고 비표면적을 최대 261 m²/g로 확대한 저가 촉매 기술
Differentiation from Existing Technology
| Existing Technology | This Technology |
|---|---|
| 폐타이어 유래 카본블랙은 불순물이 많고 비표면적이 낮아(약 40~81 m²/g) 촉매로 쓰기 어려움 | 공기·질소 2단계 열처리로 비표면적을 최대 261 m²/g까지 높이고 황·휘발분을 제거 |
| 메탄 분해에 전이금속·귀금속 촉매를 써 비용이 높고, 고온 소결·탄소 코킹으로 내구성이 저하됨 | 저가 재생 카본블랙을 단독·혼합 촉매로 써 원가를 낮추고, 코킹 탄소를 고순도 고체탄소로 회수 |
| 상용 고순도 카본블랙 기반 연구에 머물러 실제 폐자원의 고부가 소재화가 어려움 | 공기 단계를 질소 단계 이상 유지해 비표면적과 수득률(15~40 중량%)의 균형을 확보 |
Key Advantages
비표면적 대폭 향상
2단계 열처리로 재생 카본블랙의 비표면적을 미적용 대비 약 40~81 m²/g에서 최대 261 m²/g까지 높여 메탄 분해 촉매 활성을 확보함
고탄소·저황 조성
고정탄소 최대 83.67wt%, 황 2wt% 이하의 촉매 적합 조성을 얻어 촉매 성능과 내구성을 높임
저가·자원순환 촉매
폐타이어 부산물을 원료로 하여 귀금속·전이금속 대비 촉매 원가를 낮추고, 반응 고체탄소를 고무 충진제·가탄제로 재활용함
Concept Diagram
* 특허명세서 기반 AI생성 이미지
Applications
- (청록수소 생산 촉매) 재생 카본블랙을 귀금속·전이금속 대신 메탄 열분해의 저가 탄소계 촉매로 사용함
- (저탄소 카본블랙) 재생 카본블랙과 메탄 분해 고체탄소를 고무 충진제·가탄제로 재사용해 탄소발자국을 낮춤
- (폐타이어 자원순환 소재화) 열분해 부산물을 고부가 촉매·소재로 전환해 폐기 비용을 줄이고 순환경제에 기여함
Market Outlook & Industry Trends
- (산업 동향) 탄소중립 기조로 청정수소 수요가 급증하는 가운데, 메탄 열분해(청록수소)가 그린·청록수소의 경제성 한계를 보완하는 대안으로 부상
- (시장 전망) 글로벌 카본블랙 시장은 2024년 245억 달러에서 매년 6.1%씩 성장하여 2030년까지 349억 달러 규모 , 글로벌 재생 카본블랙 시장은 2024년 2.59억 달러에서 매년 16.4%씩 성자하여 2030년 7.07억 달러 규모 전망
Unit : 억 달러
* Source : Industry Experts (2025)
Unit : 억 달러
* Source : Grand View Research (2025)
| No. | Company Size | Business Area | Trend by Business Area |
|---|---|---|---|
| 1 | 대기업 | 타이어·고무, 저탄소 소재 | 메탄 열분해 청록수소 기업과 청록수소 기반 저탄소 카본블랙 공동개발 MOU를 체결하고, 타이어 컴파운드 온실가스 50% 이상 저감을 목표로 함(’25.11) |
| 2 | 중견 | 메탄 열분해(청록수소)·고체탄소 | 용융금속 촉매 기반 메탄 열분해로 청정수소·고순도 고체탄소를 상용화하고, 메탄열분해(TCD) 기술기업 중 세계 최초로 저탄소발자국 인증을 획득함(TUV SUD, ’25.5) |
| 3 | 중소 | 폐타이어 열분해·재생 카본블랙 | 폐타이어 열분해 재생 카본블랙 글로벌 생산량 점유율 약 30%로 1위이며, 아시아 최대 규모 공장을 준공(연 폐타이어 5만t → 재생 카본블랙 1.8만t)하고 대규모 투자를 유치함(’25.04 준공) |
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Technology Readiness (TRL)
TRL01
TRL02
TRL03
TRL04
TRL05
TRL06
TRL07
TRL08
TRL09
IP Information
| No. | Patent No. | Patent Title | Current Status |
|---|---|---|---|
| 1 | 10-2025-0197706 | 폐타이어 열분해 유래 재생 카본블랙의 제조 방법 및 이를 활용한 메탄 열분해 촉매 | 출원 |
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# 비표면적 대폭 향상# 고탄소·저황 조성# 저가·자원순환 촉매