UNIST(울산과학기술원)는 에너지화학공학과 백종범(사진) 교수 연구팀이 숯을 원료로 천연가스의 주요 성분인 메탄을 생산하는 합성법을 개발했다고 14일 밝혔다. 직접 나무를 태워 만든 숯을 원료로 써서 탄화수소의 일종인 메탄을 생산해내 실제 상업화 가능성도 보였다.
이 합성법은 작은 금속 구슬이 들어간 용기에 탄소 원료와 수소, 촉매를 넣은 뒤 용기를 회전해 반응시키는 ‘볼-밀링법’을 이용했다. 구슬이 충돌하는 힘으로 탄소 원료가 촉매와 반응해 탄소 간 화학 결합이 깨지고, 분해된 탄소에 수소가 달라붙어 탄화수소의 일종인 메탄이 합성되는 원리다.
연구팀은 이 기술로 40도의 저온과 일반적인 대기압 조건에서 높은 수율(99.8%)로 메탄가스를 합성해 냈다. 기존 탄화수소 제조 공법은 600도 고온에서도 수율이 80% 수준이었다.
이는 가장 느린 화학 반응 중 하나인 탄화수소 가스화 반응 속도를 볼-밀링의 기계 화학적 에너지를 이용해 개선한 덕분이라고 연구팀은 설명했다.
백종범 교수는 “볼-밀링의 금속 구슬 충돌 힘으로 손쉽게 숯을 분해해 메탄가스를 제조할 수 있다”며 “숯과 유사한 석탄을 가스화하는 생산 공정에 응용할 수 있을 것”이라고 말했다.
한편 이번 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 ‘앙게반테 케미’에 게재됐다. 차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr
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