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인 플라이트 용융으로 유리를 제조하기 위한 열 플라스마 발생기술

전문가 제언: ○ 인류가 유리를 알게 된 것은 약 10,000년 전이며 만들어 이용하기 시작한 것은 약 7,000년 전이라고 전해지고 있다. 계속 발전하여 기원전 100년경에 Blow pipe로 유리를 만들었다. BC 5세기경 중앙아시아와 중국을 거쳐 우리나라에 유리가 처음 전파된 것으로 추정되고 있다. 그 후 큰 발전이 없다가 조선 말엽과 일제 강점기 사이에 용기 유리를 제조하였다. 1957년 UNKRA 지원으로 인천에 판유리 회사가 설립되고 영등포에 자동식 병 유리 회사가 설립되어 현대식 유리 회사가 가동되게 되었다.

○ 유리를 얻기 위하여 원료를 1,400℃ 이상의 높은 온도로 가열해야 한다. 온도를 높이기 위하여 사용하는 연료의 종류는 조금씩 바뀌었지만 가열하는 방법은 크게 달라진 것이 없다. 유리를 생산하기 위하여 넓은 부지를 점유하고, 화석 연료를 사용하여 탄산가스를 배출하고, 많은 에너지를 소비해야 한다.

○ 이 연구에서는 화석연료를 사용하지 않고 플라스마 상태로 고온을 형성하여 친환경적으로 유리를 녹이는 연구를 소개하였다.

○ 열 플라스마는 주로 불꽃방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자와 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소 열평형 상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수 만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 불꽃 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열 플라스마의 특성을 이용하여, 재래식 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적이며 환경 면에서 깨끗한 고온 열원이나 물리화학 반응로로 사용되어, 여러 산업분야에서 첨단기술에 활용되고 있다

○ 국내에서도 플라스마 장치를 생산하여 금속의 표면을 처리하고 있으며, 플라스마 용접과 절단, 초미립자 제조, 기능성 막 생성에 이용되기도 하며, 폐기물을 분해하여 유리화시킬 수 있다. 따라서 유리를 녹일 때 플라스마를 이용하면 에너지 절약에 크게 기여 할 수 있을 것이다.

저자: T. Watanabe
자료유형: 학술정보