과제명 : CO2(온실가스) 분리 이온성 액체

분석구분

미래유망기술분석

과제수행자

정*진

분석일

2011-12-08 00:00:00.0

기술산업분류

화학·화공

작성기관

한국과학기술정보연구원

키워드

온실가스  이온성 액체  

과학기술표준분류

화학

내용

○ 요즈음, 새로운 환경 조화형 용매로서 “이온액체”가 주목되고 있다. 이온액체는 카티온(양이온)과 아니온(음이온)으로 형성되는 염으로서, 이것은 식염 등의 무기염과는 다르며, 실온 부근에서도 액체 상태를 유지하는 용융염이다. 이온액체의 일반적인 특징은, 종래의 분자성 유기용매에 비해서 난연성으로 폭발성이 낮고, 넓은 온도범위에서 안정하며, 액체임에도 불구하고 증기압이 거의 없는 것 등을 들 수 있다.
○ 지속적으로 발전 가능한 사회를 구축하기 위해서는 지구온난화 가스인 CO2를 혼합 배기가스로부터 분리?회수하여 저장?격리시키는 프로세스(CCS : CO2 Capture and Storage)가 필수이며, 그 개발의 중요성이 증대되고 있다. 지금까지 여러 가지 방법이 제안되고 있지만, CO2 등의 산성가스를 함유하는 혼합 가스는 다양하며, 그 용도나 조건에 따라서 적절한 방법을 선택 혹은 조합시켜 저소비에너지로서 고효율의 CCS 프로세스가 달성되었다.
○ 물리흡수법은 그 원리상 CO2 분압이 높은 혼합가스로부터의 CO2 분리?회수에 적합하기 때문에 현재 수요가 증대하고 있는 석탄가스화 복합발전(IGCC : Integrated Gasification Combined Cycle) 등의 연소시키기 전에 CCS로서의 이용이 유망하다. 따라서 이온액체는 증기압이 낮고, 대기 중으로 방산이 없으며, 이것을 흡수액으로 사용하는 것으로 21세기에 상응하여 신선한 가스분리?정제프로세스가 개발될 것으로 기대된다.
○ 이온액체는 요즈음 빈번하게 개발이 진전되고 있는 미래재료로서 그의 성질이 서서히 밝혀지고 있다. 이미 종래의 분자성 물리흡수액에 비하여 양호한 가스 흡수특성을 가지는 이온액체가 발견되고 있지만, 이온액체의 실상이 밝혀지는 것에 의하여 더욱 우수한 이온액체가 개발될 것으로 기대된다.
○ 한편, 이온액체는 원료코스트가 비교적 높은 것이 불리한 점으로서 염려되지만, 산-염기형의 프로톤성 이온액체 등 비교적 값이 저렴한 흡수액의 개발이 진전되고 있으며, 화학적으로 안정하고 장수명인 것 등, 앞으로 용도확대를 고려하면 해결 가능한 기술과제라고 생각된다.
○ 이 연구에서는 이온액체를 물리흡수액으로서 사용하여 CO2 분리?회수에 대해서 기술했지만, 비휘발성의 이온액체를 화학흡수제의 매체로 사용하는 것으로 증발잠열을 절감시키는 방법, 이온액체의 물리흡수 능력에 추가해서 화학흡수 기능을 부여한 하이브리드흡수법과 더욱 이온액체를 고분자화?겔화시킨 가스분리 박막재료 등으로, 현재 다양한 연구개발이 빈번하게 진전되고 있기 때문에 앞으로 전개가 강하게 기대된다.

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