화학뉴스

국내 연구진이 숯을 원료로 메탄(Methane)을 생산하는 기술을 개발했다.
울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 백종범 교수 연구팀은 숯을 원료로 천연가스의 주요 성분인 메탄을 생산하는 합성법을 개발하는데 성공했다.
작은 금속 구슬이 들어간 용기에 탄소 원료와 수소, 촉매를 넣은 뒤 용기를 회전해 반응시키는 볼-밀링법을 이용한 것으로 구슬이 충돌하는 힘 때문에 탄소 원료가 촉매와 반응함으로써 탄소 간 화학 결합이 깨지고 분해된 탄소에 수소가 달라붙어 탄화수소의 일종인 메탄이 합성되는 원리인 것으로 파악되고 있다.
기존 탄화수소 제조공법은 섭씨 600도 고온에서도 수율이 80% 수준이나 연구팀은 신기술로 40도 저온과 일반적인 대기압 조건에서 99.8%에 달하는 높은 수율로 메탄가스를 합성했다.
가장 느린 화학반응 가운데 하나인 탄화수소 가스화 반응 속도를 볼-밀링의 기계화학적 에너지로 개선한 덕분으로 평가되고 있다.
화학반응 속도가 느리면 경쟁반응에 밀려 부산물이 많이 생기고 수율이 낮아질 뿐만 아니라 에너지 공급을 위해 고온의 반응 조건이 필요하다.
특히, 직접 만든 숯을 원료로 한 15리터 대용량 볼-밀링 공정에서도 전력 대비 메탄가스 생산효율이 소규모 실험과 유사한 수준으로 높았던 것으로 알려졌다.
백종범 교수는 “볼-밀링의 금속 구슬 충돌 힘으로 손쉽게 숯을 분해해 메탄가스를 제조할 수 있다”며 “숯과 유사한 석탄을 가스화하는 생산공정에 응용할 수 있을 것”이라고 강조했다.
과학기술정보통신부의 리더연구자지원사업과 우수과학연구센터, UNIST U-K 브랜드 육성사업의 지원으로 이루어진 연구로 화학 분야 국제 학술지인 Angewandte Chemie International Edition에 게재됐다. (K)