메탄과 이산화탄소의 고가 생성물로 전환

전문가 제언

○ 온실가스로 잘 알려진 CH4와 CO2는 연료와 화학적 합성을 위한 매력 있는 자원이다. 작년 미국의 에너지 정보처의 보고에 의하면 세계 천연가스의 양을 약 187조로 추정하고 있다. 국제 에너지기구(IEA)의 발표에 의하면 인간에 의해 발생되는 CO2는 2007년 29x109mt이고 산업에 사용되는 CO2의 전량은 연간 115x106mt이다. 이는 화학 산업이 아직도 부진함을 뜻하며 고수율의 가치 있는 생산품을 얻기 위한 이론적인 연구와 생산 공정의 개선이 필요하다.

○ 이들 CH4와 CO2 가스를 온화하고 평범한 조건에서 화학적으로 가치 있는 제품과 연료로서의 전환은 C1화학에서 아주 중요하다. CH4와 CO2의 직접적인 반응은 이상적인 산화환원 반응으로 많은 과학자들의 주목에도 불구하고 열역학이나 반응 속도론적 한계로 직접적인 전환법을 강구하지 못하고 있다.

○ CO2는 532kJ/mol의 강한 결합을 가진 직선형이고 형성 Gibbs 자유 에너지가 큰 음의 값(ΔG0f =?394.6kJ/mol)을 가져 매우 안정하여 반응성이 약하다. 분자 역시 안전한 정사면체로 4개의 C?H결합이 대칭으로 화학적 공격을 받을 수 있는 기능기와 극성이 없는 강한 결합(434 kJ/mol)의 물질이다. 따라서 CH4의 활성화는 강한 조건이 필요하며 C?H결합을 기체 상태에서 고온으로 라디칼화하는 것도 한 방법이다.

○ CH4와 CO2의 국내 연구 동향은 KIST에서 수소화로 MeOH(14% 수율)합성, KIST-POSCO-한전이 플란트를 건설 중이며 KIER에서 DME 제조공정 중 C6H5CH2CH3에서 styrene의 제조 등 국내 여러 기관(KAIST, 포항공대 등)에서 연구되어 왔다. CH4를 H2로 변환, 연료전지에 공급(한국안전공사) 특허, RIST와의 연구용역 체결 등 그 연구가 활발하다.

○ CH4와 CO2의 온화한 조건에서 광촉매반응에 의한 전환은 반응물의 들뜬상태에서 전자나 원자의 이동에 대한 광화학적 연구를 강조한다. 그리고 DBD 등의 새로운 방법들도 기존의 방식들과 비교 검토한 구체적인 연구 데이터의 정립이 요구된다.

저자

Vesna Havran, Milorad P. Dudukovic', and Synthia S. Lo

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

50

잡지명

Industrial & Engineering Chemistry Research

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

7089~7100

분석자

여*동

분석물

• 메탄과 이산화탄소의 고가 생성물로 전환.pdf [373,406 byte]

이미지변환중입니다.