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온실가스 CO2를 연료가스 CO로 전환하는 부다(Boudouard) 반응 총설

전문가 제언: ？전문가 제언？

○ 대기 중으로 방출되는 CO2는 지구온난화의 주요 원인이므로 이의 저감은 지구적 관심사가 되었다. 고체 탄소(숯, 촤, char)가 CO2와 반응하여 CO가 생성되는 아래의 부다(Boudouard)반응은 CO2 방출을 저감하는 직접적인 경로이다. 이 반응을 통하여 다양한 연소과정에서 생성되는 CO2 및 합성가스 중의 CO2를 연료가스인 CO로 고급화 할 수 있다.

CO2(g) + C(s) ↔ 2CO(g)

○ 부다 반응을 경유하여 생산된 CO는 수성가스 전환반응에 의한 수소 생산, 메탄올 생산, 피셔-트롭시 합성유 및 각종 카르보닐화 반응에 이용할 수 있다. 이 글은 다양한 탄소 기반 재료에서 생성된 숯의 CO2 가스화와 부다 반응을 경유한 CO 생산, 또 이 반응에 가장 영향을 주는 인자들과 반응속도론에 관한 연구보고를 전체적으로 묶어서 설명한 것이다.

○ 대기 중으로 방출되는 CO2를 저감하는 연구가 다방면으로 진행되고 있다. CO2를 단순히 포집하여 격리, 저장하는 것보다는 화학반응에 의해 유용한 화합물이나 연료를 생산하는 기술이 유리할 것이며, 이런 관점에서도 세계적으로 연구가 활발하다.

○ CO2를 부다 반응에 의해 CO로 전환하는 국내 연구진의 기초연구는 국내외 저널에 다수 보고되고 있다. 원문에서도 이정수 및 김상돈의 “Gasification kinetics of waste tire-char with CO2 in a thermobalance reactor” 등 4건이 인용되었으며, 국내에서도 강석환 등의 “저급탄의 열분해 및 촤-CO2 가스화 반응의 속도론적 연구”를 들 수 있다.

○ 부다 반응을 이용하여 CO2를 CO로 전환하는 기초연구는 수행할 가치가 충분하다고 본다. 그러나 실제 산업화를 위해서는 경제성은 물론 생애주기분석에 의한 에너지 수지와 탄소 수지를 면밀히 검토하여야 할 것이다. 산업현장에서 잉여 CO2를 이용하기 위해서는 코크스와 반응하여 CO를 생산하는 방법 등 여러 방안이 활용될 수 있으므로 CO2의 여러 변환기술을 검토해 볼 필요도 있을 것이다.

저자: Pooya Lahijani, Zainal Alimuddin Zainal, Maedeh Mohammadi, Abdul Rahman Mohamed
자료유형: 학술정보