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수소와 산소로부터 과산화수소 직접합성을 위한 친환경 공정의 개발

전문가 제언: ○ 과산화수소는 강력한 산화력을 갖고 있으며, 분해될 때에 산소와 물만 생성하므로 친환경 화합물이라고 할 수 있다. 최근 과산화수소는 이와 같은 친환경 특성으로 인하여 그 용도는 단순히 화학제품의 합성용뿐만 아니라, 용수 및 폐수 처리, 펄프/제지, 제약 그리고 전기·전자산업까지 광범위하게 사용되고 있다.

○ 현재까지 과산화수소 제조 공정의 대부분을 차지하는 AO(anthraquinone auto-oxidation) 프로세스는 간접산화 공정으로 산소/수소 혼합가스의 잠재적인 폭발 위험성은 피할 수는 있지만, 대량의 H2O2 취급으로 인한 안전 문제와 환경 문제를 갖고 있다. 수소와 산소로부터 직접 과산화수소를 제조하는 액상 촉매직접합성 방법은 보다 환경 친화적이고 소규모/현장 생산에 적합하다.

○ 과산화수소 직접합성 공정은 이상적인 프로세스라고 할 수 있지만 H2-O2 혼합가스의 폭발 위험성과 H2O2 생성에서 낮은 선택도를 보인다는 두 가지의 큰 결점을 갖고 있다. 지금까지 많은 기업들의 집중적인 연구 개발 노력에도 불구하고 H2O2 대량 제조를 위한 직접합성 공정은 아직 상업화되지 않고 있다.

○ 최근 정밀화학 및 제약 공정에서 주목받고 있는 마이크로반응기는 재래의 반응기에 비해서 열효율, 반응속도, 수율, 안정성, 공정제어 등 여러 가지 면에서 장점을 갖고 있다. 본 원고의 저자가 지적하는 바와 같이 마이크로반응기를 과산화수소 직접합성 공정에 사용한다면 H2/O2의 폭발 위험성과 전환율 향상 문제를 동시에 해결할 수 있을 것이다.

○ 향후 소규모의 과산화수소를 에너지 효율적으로 생산하기 위한 공정 개발에 주력하여야 할 것이며, 마이크로반응기 기술은 하나의 좋은 방안으로 사료된다. 또한 물의 전기분해와 과산화수소의 촉매직접합성을 조합하면 수율을 높일 수 있고 수소와 과산화수소 제품의 취급에 따른 위험성도 줄일 수 있다.

저자: Chanchal Samanta
자료유형: 학술정보