클린테크

탄소 포집, 활용 및 저장(CCUS)과 탄소 포집 및 저장(CCS)기술은 배출원에서 발생하는 CO₂를 포집하고, 최근에는 직접공기포집(DAC)을 통해 대기 중 CO₂까지 포집하여, 이를 안전하게 저장하거나 유용한 제품으로 전환함으로써 감축이 어려운 산업의 탈탄소화에 기여합니다.

이러한 기술을 안정적으로 개발, 스케일업 및 운영하기 위해서는 MOF와 같은 흡착제, 멤브레인, 촉매 및 지지체의 신뢰성 높은 특성 분석이 필수적입니다. 또한 실제 운전 조건 노출 전후와 반복적인 흡착–재생 사이클 이후의 성능 및 물성 변화를 함께 평가해야 합니다. Malvern Panalytical 장비는 소재의 구조, 조성 및 입자 특성을 포집 성능과 내구성 평가와 연계하여, 연구개발부터 스케일업 및 품질 관리까지 전 과정에서 활용할 수 있는 분석 솔루션을 제공합니다. 주요 분석 항목은 다음과 같습니다.

• XRD(Aeris/Empyrean) - 흡착/재생 사이클 이후의 상(phase) 변화, 결정성 변화 및 열화 여부를 추적하는데 활용됩니다.
• XRF(Zetium/Epsilon 4)는 원소 조성, 촉매 담지량 및 불순물을 정량 분석하여 CO₂ 포집 성능에 영향을 미치는 주요 요인을 평가하는 데 활용됩니다.
• Mastersizer를 활용한 입도 분포 분석은 흡착제와 지지체의 충진성, 투과성 및 공정 안정성을 최적화하는 데 도움을 줍니다.
• 비표면적 및 다공성(TriStar/3Flex) - CO₂ 흡착 용량 및 흡착 속도와의 연관성을 파악하는 데 활용됩니다.
• 화학 흡착(AutoChem/ChemiSorb Auto) - 촉매 및 기능화 흡착제의 활성점 밀도와 금속 분산도를 평가하는 데 활용됩니다.
• BreakThrough Analyzer(Micromeritics) - 흡착제의 가스 분리 성능을 실제 조건에서 평가하기 위한 동적 파과 테스트
• HPVA(Micromeritics) - 고압 체적식 흡착 분석을 통해 CO₂ 포집 소재의 가스 흡착 특성과 흡착 용량을 정밀하게 평가할 수 있도록 지원합니다.

결정구조, 원소 조성, 입자 특성, 비표면적, 기공 구조 및 화학흡착 분석을 종합적으로 활용하면, CCS 및 CCUS 기술 개발에 필요한 소재 스크리닝을 가속화하고, 신뢰성 있는 스케일업 의사결정과 품질 관리 강화를 지원할 수 있습니다.

깨끗한 물은 공공 보건, 산업 및 환경 보호에 필수적입니다. 현대 수처리는 규정 기준을 충족하는 수질을 안정적으로 확보하는 동시에, 화학약품 사용량, 에너지 소비, 슬러지 발생 및 설비 가동 중단 시간을 줄이는 클린테크 솔루션입니다.

Malvern Panalytical은 입자 간 상호작용, 응집 거동 및 분리 성능을 정량적으로 분석하여 응집, 플록 형성, 침전 등 주요 정화 공정의 최적화를 지원합니다. 이러한 인사이트는 수처리 운영자가 다음과 같은 개선을 실현할 수 있도록 지원합니다.

• 입자의 전하 중화 정도를 정량적으로 평가하여 응집제 투입량을 최적화할 수 있습니다.
• 플록 성장 및 안정성 평가를 통해 침전성과 여과 효율을 향상시킵니다.
• 정량적이고 재현성 높은 측정 결과를 활용하여 원수 수질 변동에 보다 신속하게 대응할 수 있습니다.

이를 통해 공정 관리 역량을 강화하고 재작업을 줄이며, 비용 효율성과 지속가능성을 모두 갖춘 운영이 가능해집니다.

솔루션 소개

수처리 및 폐수 처리에 적합한 주요 분석 솔루션은 다음과 같습니다.

• Mastersizer는 현탁액과 슬러리의 입도 분포를 분석하여 플록 성장, 여과성, 침전 거동 등을 평가하는 데 활용됩니다.
• Epsilon 4 / Zetium XRF는 원소 분석을 통해 오염물 스크리닝과 공정 화학 모니터링을 지원하며, 고형물 내 금속 성분, 응집제 관련 원소 및 슬러지 조성 분석에 활용됩니다.
• Aeris / Empyrean XRD는 고형물의 상 식별 및 광물 조성 분석에 활용되며, 스케일, 침전물, 필터 케이크, 슬러지 등을 분석하여 문제의 근본 원인을 진단하고 처리 공정 최적화를 지원합니다.

자동차 및 항공우주 기업들은 안전성, 신뢰성, 비용 경쟁력을 유지하는 동시에 전 생애주기 배출량을 줄여야 하는 과제를 안고 있습니다. 이러한 분야의 클린테크 기술 혁신에는 대체 추진 기술, 전동화, 경량 소재, 저탄소 연료 활용 등을 포함합니다.

Malvern Panalytical은 연구개발부터 제조 공정까지 이어지는 신뢰성 높은 측정 솔루션을 통해, 엔지니어링 및 소재 개발팀이 클린테크 기술을 개발하고 안정적으로 관리할 수 있도록 지원합니다. 주요 분석 항목은 다음과 같습니다.

• 입자 크기 및 형상 분석을 통해 분말, 복합소재, 첨단 소재의 제조 공정을 최적화합니다.
• XRD를 통한 상 식별과 XRF를 통한 원소 조성 분석으로 소재를 검증하고, 조성 및 품질 변동성을 감지합니다.
• 불량품 At-line 및 공정 적용형 분석 솔루션은 발생을 줄이고 생산 처리량을 높이며, 품질 관리 역량을 강화하는 데 기여합니다.

소재 특성에 대한 빠르고 정확한 정보를 통해, 성능 저하 없이 탈탄소화 목표 달성을 뒷받침하는 의사결정을 보다 자신 있게 수행할 수 있습니다.

정밀 농업은 데이터, 센서 및 분석 기술을 활용하여 필요한 투입재를 적절한 양으로, 적절한 위치에, 적절한 시점에 적용하는 방식입니다. 이를 통해 수확량과 품질을 높이는 동시에, 자원 낭비와 유출 오염, 전반적인 환경 영향을 줄일 수 있습니다.

Malvern Panalytical의 스마트 리턴: 농업 솔루션은 현장 기반의 신속한 측정을 통해 의사결정 지점에 가까운 곳에서 실험실 수준의 분석 정보를 제공함으로써 지속 가능한 농업을 지원합니다. 실시간 분석 정보는 농업인과 농업 전문가가 다음과 같은 작업을 수행할 수 있도록 지원합니다.

• GPS 등 위치 기반 정보를 활용하여 농경지 전반의 작물 및 토양 상태를 보다 정밀하고 빈번하게 모니터링할 수 있습니다.
• 비료와 영양분을 필요한 곳에 정밀하게 공급하여 투입 비용을 절감하고 생산성 향상을 지원합니다.
• 현장 맞춤형 데이터를 기반으로 변화하는 농업 환경에 빠르게 대응할 수 있습니다.

Smart Return은 신속한 현장 측정과 클라우드 기반 분석 및 모델링을 결합하여, 대규모 농업 운영의 효율성과 지속가능성을 향상시킬 수 있도록 지원합니다.

시멘트 및 콘크리트는 필수 건설 재료이지만, 클링커 생산은 많은 에너지를 필요로 하며 전 세계 CO2 배출의 주요 원인 중 하나입니다. 클린테크 기반 접근법은 대체 연료, 대체 원료 및 원료 배합(raw meal), 클링커 최적화, 보조 시멘트질 재료(SCMs) 및 혼합 시멘트 활용을 포함하며, 이와 함께 클링커 비율을 낮추고 공정 관리를 강화하여 폐기물과 재작업을 줄이는 방향으로 확장되고 있습니다.

대체 연료(탈탄소화)와 대체 원료(탈탄소화 및 순환경제)의 활용을 위해서는 입고 원료와 클링커 광물 형성을 정밀하게 관리해야 합니다. 이는 반응성 저하를 방지하고, 시멘트 내 클링커 함량을 최대한 줄이기 위해 필수적입니다.

Malvern Panalytical은 원료, 클링커 및 혼합 시멘트의 신속하고 신뢰성 높은 특성 분석 솔루션을 제공하여 친환경 시멘트 생산을 지원합니다. 예를 들어, Aeris Cement edition XRD 시스템은 광물 조성을 직접 측정함으로써 시멘트 생산 현장에서 다음과 같은 개선을 가능하게 합니다.

• 광물 상(phase) 정보를 기반으로 클링커 형성과 소성로(킬른) 성능을 효과적으로 관리합니다.
• 혼합 시멘트에 포함된 주요 광물상을 확인하고 정량화하여 안정적인 품질 관리를 가능하게 합니다.
• 빠른 분석(예: 샘플당 몇 분)으로 공정 피드백 시간을 단축하고, 이상 발생 시 더 빠른 대응이 가능하도록 지원합니다.

XRF를 통한 원소 조성 분석 등 보완 분석 기술과 함께 활용하면, 제품 성능 기준을 만족시키면서도 탈탄소화 목표를 지속적으로 추진할 수 있습니다.

• 온라인 CNA Pentos 교차 벨트 분석기는 채석장, 원료 저장 또는 원료 분쇄 공정에서 실시간 원소 분석을 수행하여 저품위 원료의 활용을 최적화합니다. 또한 화학 조성 변동을 줄이고, 즉각적인 배합 보정을 통해 안정적인 킬른 투입 원료 품질을 유지할 수 있도록 지원합니다. 주요 이점으로는 연료 및 에너지 사용량 절감, 내화물 수명 연장, 대체 연료·원료 활용을 통한 CO₂ 배출 저감, 시료 채취가 필요 없는 온라인 분석 기반의 실험실 비용 절감 등이 있습니다.
• 공정(제어용 온라인 Insitec) 실험실용 Mastersizer 3000+는 빠르고 정확한 입도 분포 정보를 제공하여 X-ray 분석 솔루션을 보완합니다. 이를 통해 일반적인 품질 관리는 물론, 분쇄 공정의 에너지 절감과 보조 시멘트질 재료(SCMs)의 반응성 향상에도 기여할 수 있습니다.

Micromeritics 장비는 시멘트와 보조 시멘트질 재료(SCMs)의 반응성, 물 요구량, 강도 발현 및 내구성에 영향을 주는 다양한 물리적 특성을 분석하여 보다 깊이 있는 정보를 제공합니다. 주요 분석 항목은 다음과 같습니다.

• 표면적 및 다공성(가스 흡착): SCMs의 미세도와 반응성을 비교하고, 시멘트계 재료의 기공 구조 형성 및 발달 과정을 이해하는 데 활용됩니다(예: TriStar II Plus).
• Macro/Mesopore(수은 침입 기공 측정법): 투과성과 내구성에 영향을 미치는 기공 크기 분포와 총 기공 부피를 정량화할 수 있습니다(예: AutoPore V).
• 밀도(피크노미터/엔벨로프 밀도): 분말 및 성형체의 물성 변화를 추적하고, 보다 정확한 배합 설계 계산에 활용됩니다(예: AccuPyc 및 GeoPyc).
• 동적 분말 유변학: 저장 및 운송 과정에서 발생할 수 있는 흐름성 저하, 분리, 케이킹 등의 문제를 예방할 수 있습니다. 또한 혼합, 정량 공급 및 품질 관리 공정의 효율성 향상에도 기여합니다. 또한 FT4 Rheometer는 습도 변화나 배치 간 미세한 차이가 분말 흐름성에 미치는 영향을 정량적으로 평가할 수 있습니다. 이를 통해 일관된 제품 품질을 유지하기 위한 정밀한 관리 기준을 설정할 수 있습니다. 

1. 가스 분석 및 소재 특성 분석: 더 깨끗하고 친환경적인 기술을 위한 협력
2. 수처리 – Jar Test보다 더 나은 방법은? 
3. 수처리 공장: 응집제 투입량 최적화를 위해 제타 전위를 고려해야 하는 7가지 이유