화학뉴스

이온액체는 새로운 용도 개척과 함께 시장 형성이 본격화되고 있다.
이온액체는 염류이면서 동시에 상온에서 액체, 불휘발 및 불연 등의 특징을 나타내며 특수한 기능을 활용해 LiB(Lithium-ion Battery) 전해액을 비롯해 바이오매스(Biomass) 분야의 셀룰로오스(Cellulose) 용해, 유효성분 추출 등 다양한 영역에서 연구개발(R&D)이 진행되고 있다.
최근에는 수지첨가제, 프로세스 용매 등 시약 이외의 수요도 신장하고 있다.
이온액체 생산기업들은 본격적인 보급기가 곧 다가올 것으로 예상하고 신제품 개발에 박차를 가하고 있으며 양산화도 함께 준비하고 있다.
염류는 일반적으로 고체 상태를 나타내며 액상 용융염으로 바꾸기 위해서는 300-400℃ 이상으로 가열할 필요가 있다.
하지만, 이온액체는 영하 100℃에서 200℃ 사이의 넓은 온도영역에서 액체 상태를 유지할 수 있으며 물성도 안정돼 있는 것이 특징이다.
양이온, 음이온의 조합을 통해 다양한 융점, 용해도, 물성을 보유한 화합물을 정제하는 것이 가능하며 현재까지 약 1300종이 개발된 것으로 파악되고 있다.
불휘발‧불연, 전기화학특성이 우수해 고전압 대응이 요구되는 LiB, 태양전지, 캐퍼시터 등의 전해질 소재로 주목되고 있으며 2000년대부터 산학관 연계 연구개발이 활발히 이루어지고 있다.
2차전지 전해질에 이어 차기 최대용도로 주목받는 것은 바이오연료 제조의 1단계로 알려진 셀룰로오스 용해이다.
이온액체는 식물섬유의 견고한 수소결합을 풀어내 셀룰로오스만 효율적으로 분리할 수 있으며 고온‧고압 환경에서 알칼리로 처리하는 기존공법과는 다른 에너지 절약 공정의 구축을 가능케 하는 것으로 알려졌다.
현재 이온액체를 사용해 입, 줄기 등을 분해하기 어려운 비가식 부분에서 셀룰로오스를 추출해 연료로 만드는 연구가 진행되고 있다.
의약품 분야에서는 이온액체의 경피 흡수촉진 효과를 활용해 유효성분을 이온액체로 녹인 점부제가 개발되고 있다.
이밖에 자성을 보유한 이온액체를 활용하는 DDS(Drug Delivery System)용 바이오캡슐 소재, 식물소재 베이스 유효성분 추출 약제로 활용하는 연구도 진행되고 있다.
환경부담이 적은 화학 프로세스인 「클린 케미스트리」에서 활용하는 방안도 검토되고 있다.
이온액체는 휘발성이 없어 VOCs(휘발성유기화합물)와 같이 환경에 악영향을 미치지 않고 회수하면 재이용이 가능하기 때문에 화학 프로세스 용매, 추출용매, 촉매기능과 용매기능을 결합한 이온액체의 응용연구도 진행되고 있다. (K)