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촉매 종류와 특성에 따른 적용분야

전문가 제언: ○ 일반적으로 그 자신은 소비되지 않으면서 화학반응속도를 촉진하고 변화시키는 물질을 촉매라 부른다. 촉매는 석유화학공업을 시작으로 환경, 에너지, 식품, 의약 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.

○ 촉매는 균일계 촉매와 불균일계 촉매의 2종류로 크게 나눌 수 있다. 균일계 촉매의 예로 옥심(oxime)반응, 불균일계 촉매로는 대표적인 고체 촉매의 특성을 중심으로 설명한다. 촉매의 적용분야는 매우 다양하다. 그중에서 촉매의 최대 용도인 석유정제와 화학제품 제조로의 이용, 최근 주목받고 있는 환경보전 및 에너지 분야에서의 적용 예를 해설한다.

○ 촉매산업은 상업적으로도 시장규모가 점점 더 커지고 있다. 촉매가 없어서는 안 될 석유화학 및 고분자중합이 그 중심에 있고 최근에는 자동차 배기가스 정화와 대기?수질 정화 등 환경보전분야, 연료전지 등 에너지 분야에서 높은 성장을 나타내고 있다.

○ 촉매물질로는 백금, 바나듐, 로듐 등 희귀금속을 사용하는 경우가 많다. 촉매작용의 고효율 및 시간단축, 촉매열화 등 해결할 과제 또한 많이 남아있으며 대체촉매와 복합화 개발, 촉매의 기능향상, 제조방법 등의 연구개발이 필요하다.

○ 촉매공업은 화학공업을 비롯한 각종 산업과 연동하여 성장하고 있다. 특히 촉매공업 전체의 신장을 이끌고 있는 환경보전용 촉매의 주체는 자동차 배기가스 정화촉매인데, 그 이유는 매년 세계적으로 규제가 점점 엄격해지기 때문이다. 그러나 석유자원의 고갈과 함께 촉매재료에 많이 사용되는 희귀금속 등 광물자원 고갈에 따른 가격상승으로 촉매공업을 둘러싼 환경은 불투명한 점도 있다.

○ 석유와 함께 귀금속 광물자원에 대하여 중국 등의 국가에서 ‘자원국가주의(nationalism)’를 가속시켜 가격이 급등하고 있다. 환경보호 차원과 함께 사용 후 촉매의 회수와 재자원화 하는 기술이 요청되고 있다.

저자: Atsushi Ishihara
자료유형: 학술정보