[사이테크+] "병 속 번개로 메탄을 메탄올로…고온·고압 없이 메탄올 생산" 작성일 04-16 37 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">美 연구팀 "유전·가스전 누출 메탄가스, 친환경적으로 메탄올로 전환 가능"</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="UyKhYg0HZv"> <p contents-hash="ec18e732c5dee7742a088da90e0acd141de1463978ba6a363846a926561f7483" dmcf-pid="uW9lGapXtS" dmcf-ptype="general">(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 물에 담긴 다공성 유리병 안에서 작은 번개(플라스마 방전)를 일으켜 메탄(CH₄)을 고온·고압 없이 유용한 연료이자 산업 화학물질인 메탄올(CH₃OH)로 바꾸는 기술이 개발됐다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ce774cba7ba665e4d31d710e4db8986508356e1009a6d89ad6aee3636c03ac92" dmcf-pid="7dCQiUkLGl" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="멕시코만 해저가스전 굴착장치에서 누출되는 가스 [EPA=연합뉴스]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/16/yonhap/20260416050109580tmpx.jpg" data-org-width="500" dmcf-mid="pwtAmPyO5T" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/16/yonhap/20260416050109580tmpx.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 멕시코만 해저가스전 굴착장치에서 누출되는 가스 [EPA=연합뉴스] </figcaption> </figure> <p contents-hash="61782f483f5b1632a966a0ac010ed324e899ebd913f5908e0f81a8a5a65dee7a" dmcf-pid="zJhxnuEoth" dmcf-ptype="general">미국 노스웨스턴대 데인 스웨어러 교수팀은 16일 미국화학회지(JACS)에서 메탄을 메탄올로 바꾸는 현재의 고온·고압 공정을 거치지 않고 유리관 속 작은 번개를 이용해 메탄을 단 한 단계 만에 메탄올로 전환하는 데 성공했다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="0174030f67611b1d62dc0f4093ad4a767695e4f46920a81beeef52924c4f0821" dmcf-pid="qilML7DgGC" dmcf-ptype="general">스웨어러 교수는 "유전 등에서 나오는 메탄은 현재 태워 없애는데, 이는 온실가스 배출 문제가 있다"며 "이 기술을 활용해 소형 반응기를 만들면 누출되는 메탄을 현장에서 메탄올로 바꿀 수 있을 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="24c287e3cac70f097edb5c7317ee46a1dcd72d2b32b39eff150afeb12658f0a5" dmcf-pid="BnSRozwaYI" dmcf-ptype="general">메탄올은 플라스틱, 페인트, 접착제 등의 원료로 널리 쓰이는 산업용 화학물질이며, 최근에는 휘발유나 디젤보다 황 배출과 미세한 입자상 오염이 적어 선박과 산업용 보일러의 차세대 연료로도 주목받고 있다.</p> <p contents-hash="bd8940a7fe8827b32d9afa8d78b44e31c1df4d7fafd6ad636f7539801e3bdc54" dmcf-pid="bLvegqrNGO" dmcf-ptype="general">현재 메탄올은 메탄을 800℃ 이상의 고온에서 수증기와 반응시켜 일산화탄소와 수소로 분해한 뒤 이를 200~300기압의 고압에서 결합시키는 방법으로 생산된다. </p> <p contents-hash="9b4fbbc8329c0fd4fb26f4fbfc5f47d834393b1495f630e48f275cd5b1126a73" dmcf-pid="KoTdaBmjHs" dmcf-ptype="general">이 공정은 안정적이지만 막대한 에너지가 필요하고 전 세계적으로 매년 수백만톤의 이산화탄소를 배출하는 문제를 안고 있다. 매우 안정적인 분자인 메탄을 분해하고 다시 결합시키는 과정 자체에 많은 열이 필요하기 때문이다. </p> <p contents-hash="b7ae585c7f0681ef91c9fb89db41155506cf0ce95784c07b0044b36a01c62a1b" dmcf-pid="9gyJNbsAHm" dmcf-ptype="general">연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 고전압 전기 펄스로 상온과 대기압에 가까운 조건에서 작동하는 저온 플라스마를 만들고 이를 이용해 메탄을 분해하고 메탄올을 합성하는 방법을 개발했다. </p> <p contents-hash="1fd5844dd2ac00b8e6acff7e299dfcd6c8b7b217104de05ab686921f42dabd42" dmcf-pid="2aWijKOcZr" dmcf-ptype="general">플라스마는 빠르게 움직이는 고에너지 전자와 이온으로 이뤄진 물질 상태로, 저온 플라스마는 기체 자체 온도는 높지 않지만 전자만 선택적으로 수만℃까지 가열할 수 있다.</p> <p contents-hash="affc5a16deb876d3f817bc1b0da427553c48a08904264f39a6fa47258040b5d2" dmcf-pid="VNYnA9Ik5w" dmcf-ptype="general">스웨어러 교수는 "반응기 내부에 전위가 높은 고전압 전기 펄스를 흘려주면 작은 번개가 형성된다"며 "이를 이용해 반응기 내부 시스템 전체를 극단적인 온도로 가열하지 않고도 메탄의 강한 탄소-수소 결합을 끊을 수 있다"고 설명했다.</p> <p contents-hash="54f7e31a93ac6e0fe319ef8c52d7cd4a08b6635874247d58a15dd8d121293c8e" dmcf-pid="fjGLc2CEGD" dmcf-ptype="general">연구팀은 산화구리 촉매로 코팅한 다공성 유리관으로 '플라스마 버블 반응기'를 만들어 물속에 담근 다음, 내부에 메탄가스를 흘려보내면서 고전압 전기 펄스를 가해 저온 플라스마가 생성되게 했다.</p> <p contents-hash="6a5e25dddcb285f11cfae3278808980176f0fcedbd48696087193356e0ffd9ce" dmcf-pid="4kZaD4SrXE" dmcf-ptype="general">그 결과, 메탄은 메틸 라디칼(CH₃·)과 수소 라디칼(H·)로, 물은 수산화 라디칼(OH·)과 수소 라디칼(H·)로 분해됐고, 이어 메틸 라디칼과 수산화 라디칼이 결합하면서 메탄올이 만들어졌다.</p> <p contents-hash="9dedefc511f6b27db38e492010642085ba8fee5bcf652023e0316bf1cfae9050" dmcf-pid="8E5Nw8vmtk" dmcf-ptype="general">연구팀은 생성된 메탄올은 즉시 주변 물에 녹아들었다며 이런 빠른 용해 과정이 반응을 적절한 시점에 멈추게 해 메탄올이 다시 이산화탄소로 분해되는 것을 막았다고 설명했다.</p> <p contents-hash="4ec9960b031c3883feb7127a4272ebffffc88fb9084b2a083c8659b752cccf0c" dmcf-pid="6D1jr6TsHc" dmcf-ptype="general">연구팀은 또 비활성 기체인 아르곤을 첨가해 플라스마 내부 전자밀도를 높이고 원하지 않는 부산물을 줄였다. 그 결과 액체 생성물 중 메탄올 비율은 96.8%에 달했으며, 기체와 액체를 모두 포함한 전체 생성물 중 메탄올 비율은 57%를 기록했다. 또 메탄올 외에도 플라스틱 원료인 에틸렌과 수소, 소량의 프로판도 생성됐다. </p> <p contents-hash="1e677312ec34dd4aa634013ef12c213ba4200a54a9e77cfe94b16fcbc7b7d406" dmcf-pid="PwtAmPyOGA" dmcf-ptype="general">연구팀은 앞으로 메탄올 생산 효율을 더 높이고 생성된 메탄올을 더 효율적으로 분리·회수하는 방법을 개발할 계획이라며 이 기술을 대규모 공장은 물론 소형 분산형 설비에도 적용할 수 있을 것으로 기대한다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="e03f20c0419b6db4877fd7cd1626917a7627a8add72bb331b7dddfe8f121fb0b" dmcf-pid="QrFcsQWIYj" dmcf-ptype="general">◆ 출처 : JACS, Dayne Swearer et al., 'Direct partial oxidation of methane at plasma-catalyst-liquid interfaces',</p> <p contents-hash="5709e11bac1a9f4324a447ade09747e34e8ec114d04e9af137d40ee6176bad6d" dmcf-pid="xm3kOxYCYN" dmcf-ptype="general">scitech@yna.co.kr</p> <p contents-hash="d8adbd697d87a03d92eb8f61493e42e0cab6fd1b1e1ce3c82b8ca5b767489085" dmcf-pid="W9NzVWe45g" dmcf-ptype="general">▶제보는 카톡 okjebo</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 연합뉴스. 무단전재 -재배포, AI 학습 및 활용 금지</p> 관련자료 이전 [단독] 공정위, ‘NXT 기술 탈취 논란’ 현장 조사 실시 04-16 다음 AI가 AI 가르치자 ‘숨은 성향’까지 함께 배웠다 04-16 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
