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이산화탄소 수소화용 균일계 촉매의 최근 연구(Recent advances in the homogeneous hydrogenation of carbon dioxide)

전문가 제언: □ 본 리뷰는 반응매체(수용액, 비수용액) 관점에서 이산화탄소의 수소화에 쓰이는 균일 촉매를 다루었다. 따라서 이산화탄소의 수소화 반응으로 합성할 수 있는 물질이 어떤 것인지에 대해서는 정리가 미진하며 어느 촉매 또는 어느 반응이 산업화되었는지에 대해서는 확인되지 않았다. 연구의 목적이 이산화탄소 이용과 온실가스 감축에 있으므로 실용화 관점에서 설명이 없는 것은 아쉽다 하겠다.

□ 본 리뷰에서는 포름산과 포름산염의 합성에 중점을 둔 인상이다. 여하튼, 이산화탄소의 수소화 반응에 의하여 합성할 수 있는 물질은 알코올에서 포름산알킬을, 할로겐화알킬에서도 포름산알킬을, 아민에서 포름아미드 또는 메틸아민을, 옥시란(oxirane)에서 디올과 포름산디올을 합성할 수 있다. 아직은 개척 단계이지만 메탄올, 메탄, CO 합성도 가능할 것이다.

□ 여기에서는 균일 촉매작용만을 취급하였으나 불균일 촉매에 의한 이산화탄소의 수소화도 매우 다양하게 연구되고 있다. 이산화탄소 고정에 관련된 국제회의도 개최되고 있고, 한국에서도 2003년 10월 12~16일 "CO2 Utilization for Global Sustainability, the 7th International Conference on CO2 Utilization" 회의가 개최되어 우리나라에서도 이와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있는 것으로 보여 다행스러운 일이다. 다만, 발표되는 논문이 학문적 관심에 편중되어서는 안될 것이다.

□ 미국의 한 학위 논문을 보면, 보고된 86편의 연구실 및 파일럿 플랜트에서의 실험을 분석한 결과 에너지 효율이 높은 공정 14개를 선정하여기존 화학단지에서 배출되는 CO2를 원료로 이들 선정된 공정을 공업화하는 구상을 검토하였다. 앞으로 우리의 연구방향도 이와 같이 기존 공장/단지에서 배출되는 CO2(즉, 순수한 상태가 아닌 혼합물 상태의 CO2) 활용 방안에 중점을 두는 것이 원래의 연구 목적에 부합된다고 본다.

저자: Jessop, PG; Joo, F; Tai, CC
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