이산화 탄소의 메탄올과 다이메틸 에터로 화학적 순환

전문가 제언

○ 석탄, 석유 및 천연가스와 같은 화석연료는 인간에게 공전의 발전과 번영을 가져왔다. 그러나 인류가 사용할 수 있는 화석연료는 한정되어 있으며 급격히 그 매장량이 고갈되어 가고 있다. 한번 소모되면 인간적 시간 척도에서는 새로워질 수 없다. 과잉의 화석연료의 소모로 생성되는 과잉의 CO2는 지구를 온난화하여 자연의 순환능력에 이상을 초래한다.

○ 메탄올은 화학연료를 포함해서 다양한 원천으로부터 제조될 수 있다. 메탄올과 그 유도체인 다이메틸에터(DME)는 내연엔진과 직접산화 메탄올 연료전지에 사용되는 우수한 연료이다. 메탄올은 화학연료를 포함해서 다양한 원천으로부터 제조될 수 있다. 그 중 가장 효율적인 방법은 과잉의 CO2의 화학적 순환경로를 거쳐 제조된다. 대기 중의 CO2는 화학적 순환으로 메탄올과 그 유도체로 순환될 수 있다.

○ 자연은 광합성으로 대기 속의 CO2를 효율적으로 포집되고 산업적 혹은 천연원천으로부터 생성된 CO2는 메탄올로 순환된다. 메탄올을 제조하기 위해서는 편리하고 경제적으로 순수한 형태의 CO2를 얻을 필요가 있다. 대기는 화학적 순환에 대한 CO2 공급원으로 작용한다. 과잉의 화석연료의 소모로 생성되는 과잉의 CO2는 지구온도를 상승시키고 있다. 지구 온난화를 방지하고 화학연료를 재생하기 위하여 CO2의 회수와 순환은 필수 불가결하다.

○ 현재 메탄올은 화석연료로부터 얻어진 합성가스로부터 합성된다. 합성가스는 수소와 CO2와 CO로 구성된다. 메탄올을 합성하는 가장 직접적인 방법은 금속과 금속산화물을 촉매로 사용한 CO2의 촉매수소화 반응이다. 물에서 CO2가 전기화학적으로 메탄올로 환원된다. H2/CO의 비가 2인 신가스가 생성되고 곧 메탄올로 변환된다.

○ 알루미나 혹은 ?-Al2O3와 같은 고체산 촉매에서 메탄올 두 분자의 탈수로 DME가 용이하게 생성된다. 필요한 메탄올은 천연가스 혹은 석탄으로부터 얻어진 신가스로부터 합성된다. 메탄올 합성과 탈수를 결합하면 한 단계로 신가스로부터 직접 DME가 합성된다. 물과 CO2로부터 생성되는 신가스로부터도 DME를 합성할 수 있다.

저자

Olah, GA; Goeppert, A; Prakash, GKS,

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

74(2)

잡지명

Journal of Organic Chemistry

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

487~498

분석자

허*성

분석물

• 이산화탄소의 메탄올과 다이메틸에터로 화학적 순환.pdf [456,078 byte]

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