화학뉴스

화학산업이 원소 사용효율을 극대화해 탄소중립을 이끌어야 할 것으로 예상된다.
수소(H)와 산소(O2)로 이루어진 물(H2O)은 대기와 지표면을 순환하고 있고 탄소는 지표면에서 대기로 이동한 다음 식물의 광합성이나 해양 흡수를 통해 다시 지표로 돌아오고 있다. 광합성을 담당하는 식물은 순환에서 빼놓을 수 없는 존재이며 지표면으로 돌아온 탄소는 동물과 식물을 형성하며 고정되고 있다.
즉, 이산화탄소(CO2) 배출을 실질적으로 제로화할 수 있는 것은 자연이기 때문에 탄소중립을 위해서는 자연을 주체로 내세워야 한다는 구상이 확대되고 있다.
화학제품도 탄소의 고정자원이기 때문에 탄소를 적극적으로 활용하는 신제품 개발 역시 건전한 탄소 순환의 방법이 될 수 있고 바이오매스로 대기 중 탄소를 활용하는 방법 역시 유용한 흡수원이 될 것으로 기대되고 있다.
장기적으로는 대기 중 탄소를 직접적으로 이용해 화학제품을 생산하는 기술을 개발하는 방법도 주목받고 있다.
이미 일부 연구자들이 탄소와 함께 다양한 원소를 자유자재로 활용해 다양한 유용 소재 창출에 주력하고 있으며, 화학기술은 분자 단위로 물질을 창제하는 것이고 자연계에 몇 없는 천연물 재현과 자연계에 없는 기능을 원소로 조합하는 것을 가능케 하고 있다.
지각은 50% 이상이 산소, 30% 정도는 규소(Si)로 이루어져 있으며 2-8%는 알루미늄(Al), 철(Fe), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 칼륨(K), 마그네슘(Mg) 등이 구성하고 있어 총 8개의 원소가 대부분을 차지하고 있다.
대기 역시 80% 정도를 질소(N)가 차지하고 있고 산소 20%와 탄소(C) 100ppm 정도로 구성돼 있다. 다만, 탄소와 산소로 구성된 온실가스(GHG)인 이산화탄소(CO2)는 수백ppm 수준으로 파악되고 있다.
지구 표면을 형성하고 있는 원소 종류는 상당히 제한됐다는 것으로 탄소는 물론이고 화학제품 제조와 화학합성에 필수적인 촉매, 반도체, 기기용 원소들의 중요성이 높아지고 있다.
즉, 니켈(Ni), 아연(Zn), 구리(Cu), 코발트(Co), 리튬(Li), 질소, 나이오븀(Nb), 붕소(B), 디스프로슘(Dy) 뿐만 아니라 인듐(In), 은(Ag), 백금(Ag), 루테늄(Lu), 금(Au) 등 국제정세에 따라 공급량과 가격이 변동하는 원소들은 희소원소 혹은 초희소원소로 파악되고 있다.