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합성유기화학에서의 CO2 활용 가능성

전문가 제언: ○ 대기권의 이산화탄소 농도가 심각하게 계속적으로 증가하고 있고 탄소 물질 에너지원의 소비가 전 세계적으로 가속적으로 늘어나면서 탄소 에너지 자원이 고갈되어 가고 있다. 또한 효율이 낮은 현재의 에너지 시스템의 문제를 안고 있다. 이러한 상황에서 이산화탄소의 활용 문제는 세계적으로 중요한 이슈가 되고 있다.

○ 최근 환경보전에 대한 사회적 관심이 높아짐으로써 환경부하가 적은 화학 프로세스의 개발이 요구되고 있다. 벤젠이나 톨루엔 등 유해한 유기용매를 대량으로 사용하는 유기 합성에서는 대량의 폐액의 배출이나 제품 중의 용매의 잔류 등 문제를 피할 수 없기 때문에 환경부하가 적은 대체용매의 개발이 필요불가결하다. 이와 같은 상황에서 대체용매로서 초임계 이산화탄소의 이용이 주목을 받고 있다.

○ 최근 들어 초임계 유체, 특히 초임계 이산화탄소를 이용한 연구개발은 급격히 증가되어 왔으며 기존 용매의 단점인 낮은 효율과 품질, 환경에의 악영향 또는 기술적 어려움을 해결할 수 있는 새로운 기술혁신으로 주목받고 있다. 최근에는 공업적으로도 많이 응용되고 있는데 추출, 정제․재결정 분야, 섬유공학 분야를 비롯하여 식품, 화학, 의약품, 재료 및 환경산업 분야 등으로 그 응용범위를 확대해 나가고 있다.

○ 환경조화형 공업기술로서 주목되고 있는 초임계 유체 이용 합성반응 기술의 실용화에는 몇 가지 연구과제가 있다. 그 중에서도 분자극성이 작은 이산화탄소를 반응매체나 반응기질로서 사용하는 경우에 유발되는 강한 분자간의 상호작용(친화력)에 기초한 용해, 회합, 응집, 침전, 석출 등의 물리적 현상은 화학반응계의 복잡한 상 거동의 변화를 가져온다.

○ 초임계 유체를 이용하는 기술에 있어서는 실험장치의 개발이 실용화의 성공 여부를 결정한다 해도 과언이 아니다. 실험기술과 생산기술의 융합이 중요하며, 반응탐색과 실용화를 모사한 실험장치의 개발을 유기적으로 연계시킴으로서 장치설계, 프로세스 시뮬레이션, 프로세스 설계 등의 요소기술을 개발하여 공학기반으로서 체계화해야 할 것이다.

저자: Christopher M. Rayner
자료유형: 학술정보