화학레포트-대체에너지

목차

서론
화학융합기술의 필요성
신재생에너지기술의 핵심은 화학융합기술
태양전자
수소연료
바이오매스연료
식물에 이산화탄소를 저장
결론
참고자료

본문내용

없을까? 답은 바로 화학융합기술에 의한 촉매의 발견이다. 미국 연구원들이 새로운 촉매를 통해 그린 가솔린 공정 법을 발견하였다. 바이오매스는 백금-레늄 촉매를 통과하면서 알콜이나 유기산 같은 다양한 탄화수소 복합물을 만들어 내고, 그 다음 구리와 마그네슘 촉매를 지나면서 가솔린, 디젤, 제트 연료를 생산하는 새로운 공정 법을 개발한 것이다.
▶식물에 이산화탄소를 저장 마지막으로 식물들은 인간이 만든 이산화탄소를 가져가 수수와 융합해 탄수화물을 만든다는 것이다. 이산화탄소를 가져간다는 것이 핵심 원리이다. 이 원리를 잘 활용하면 인간이 만든 이산화탄소를 식물에 저장하는 획기적인 기술을 발견할 수 있다. 이 기술을 식물의 광합성 작용에 활용하면 식물에 이산화탄소를 저장하는 기술을 발견할 수 있다. 이는 바로 화학 공학도들의 몫이며 과제이다. 이에 한번 도전해보라.
태양전지/수소연료/바이오연료 등의 신재생에너지는 원자력발전에 비해 아직 비효율적이어서 한국은 앞으로 15년 동안 신재생에너지에 150조 원 이상의 자금을 투입해야 하는 재정문제를 안고 있다. 따라서 2000년 초의 닷컴버블이 그린버블 또는 와트버블로 이어질 수도 있다. 미국의 월스트리트저널은 바이오매스 에탄올 사업의 환상이 걷히고 있다며 에탄올 버블이 이미 보이기 시작했다고 보도했다(The Wall Street Journal, 2009) 6). 그러므로 녹색성장은 혼자의 힘으로는 절대 이룩할 수 없다. 따라서 화학공학과와 화학산업을 중심으로 산학연정이 모두 참여하는 개방형 추진전략이 필요하다. 기존의 모든 산업들이 협력하고 참여하는 개방형 연구개발모델을 개발하여 10년 20년 뒤에 한국을 먹여 살릴 2030 녹색융합기술 응용전략 로드맵을 잘 수립해야 한다. 그 다음 시계열에 따라 선택과 집중을 해야 하고 비즈니스 모델도 개발 구축되어야 한다. 또한 극한 환경기후에서도 잘 극복해 나가는 식물의 자연지능을 모방하고 카피하는 새로운 화학융합기술이라는 전략과 영리함도 필요하다.
▶에너지개발
SK에너지, GS칼텍스 등 국내 대표적인 에너지기업들은 더 이상 기름만 수입해 파는 회사가 아니다. ‘에너지기업들만큼 공부 많이 하는 곳이 없다’는 말이 있을 정도로 연구개발에 ‘올인’하다시피 한다. ‘그린에너지’ 분야에서의 경쟁력 없이는 글로벌 에너지시장에서 결코 살아남을 수 없다는 엄연한 현실 때문에, 에너지기업들은 ‘미래에 대한 책임감’이 강하다. 기업들은 에너지 분야의 선진성이 국가경쟁력과 직결된다는 믿음을 버팀목으로 삼고 있다. 이들 에너지기업들의 연구개발 투자는 최근 하루이틀 사이의 일이 아니다. 길게는 십수년 전부터 진행됐다. 그리고 최근 들어 세계시장은 우리 기업들의 첨단기술력에 감탄하고 있다.
한국가스공사는 지난 1990년부터 새로운 대체 에너지 자원인 디메틸에테르(DME) 연료 연구와 수소연료전지에 대한 연구개발을 거듭하고 있다. DME 연료의 가장 큰 특징은 LPG 연료를 대체 또는 보완하거나 차량용 연료인 디젤연료를 대체할 수 있다는 것이다.
▶화학공정개발
세계 에너지 중에서 오직 4%만이 지열로부터 생성되고 있지만, 많은 연구자들은 그러한 지열 에너지에 대해 많은 관심을 가지고 있다. 그 이유는 지열 에너지의 양이 매우 많으며, 환경적으로 친화적이기 때문이다. 지열 에너지의 사용은 점점 증가되고 있으며, 새로 개발된 공정의 결과로서 그 비용이 점점 싸지고 있다.
새로운 공정은 예전에 브룩헤븐 연구소에서 이뤄진 연구들이 상당히 많이 진보된 것이다. 예전의 연구들은 철, 아연, 망간 염 같은 불순물들을 함유한 실리카를 만드는 공정에 대한 것들이었다. 시장에 내놓을 만한 실리카를 만들기 위해 그런 불순물들을 제거하는 것은 상업적으로 이용하기에는 너무 고가의 가격이었다.
그러나, 새로운 공정을 이용해 만들어진 실리카는 99.9%의 순도를 갖는 것으로서, 오늘날 매매시장에서 판매되는 대부분의 실리카보다 높은 순도를 유지하고 있다. 실제적으로 그것의 순도가 너무 높아서, 새로운 응용품들은 화학적 생산을 포함돼서 발견될 수 있다. 또한, 실리카의 높은 순도는 수 마이크론의 전기회로 기판을 위해 사용되던 칩 같은 나노스케일 물질들의 성능을 향상시키는데 중요한 역할을 한다.
브룩헤븐(Brookhaven) 연구소와 Caithness 사는 현재 그러한 공정을 상업화 하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 이러한 공정은 녹색 화학이 중요하다는 것을 보여주는 한 예가 되고 있다.
◆나의 생각
대체에너지 연구에 대한 이야기는 화석연료의 문제점이 나타나고 꾸준히 연구되고 개발되어온 것이였다. 나또한 어렷을 적부터 에너지를 아낍시다라는 문구라던지 미래의 에너지는 무엇이 될것인가라는 주제를 가지고 수업을 했었던 기억도 남아있다.
중학교시절에 과학탐구대회준비를 하면서 주제였던 대체 에너지에 관련한 자료를 읽고 토론하면서 그 때엔 막연히 태양열, 지열, 풍력 등을 이용할 수 있겠구나 라는 생각을 했었으며, 그에 따른 기술이나 원리 등은 자세히 알지 못했었다.
이과공부를 하고 공대 일반화학 수업을 들으면서 원자, 핵 단위의 물질을 배우게 되었으며 원자사이의 결합과 결합분해를 통한 에너지 방출 등을 배워왔다. 막연히 이런 학문 내용들이 어떻게 사용되어질까 라는 생각을 많이 했었는데 기초학문 내용이 밑걸음이 되어 다양한 분야에 사용되어지고 있었다.
대체에너지 개발에 있어서 화학은 그 어떤 분야의 과학보다 중요할 것 이라 생각한다. 물론 물리 생명 지학 모두 더불어 연구에 있어 필요한 학문들이다. 에너지로 사용하기 위해서는 에너지 원천을 우리가 이용할 수 있는 형태로 변형 시켜 줘야 한다. 그러기 위해서 화학공정과정이 필요한 것이다.
현 대체에너지 혹인 신재생에너지 이용률은 화석에너지에 비해 현저히 낮은 편이다. 또한 개발단계에 있는 것들이 많고 효율성이 떨어진다는 이유로 상업화 대중화 되지 않고 있다.
태양연료, 수소연료, 바이오매스 연료 등은 발전가능성이 아주 높다. 이를 위해서는 탄소를 저장할 수 있는 기술이라던지 새로운 가솔린 공정법이라던지 등등 활용하기 위한 화학적 공정 방법연구가 우선되어야 할 것이라고 생각한다.

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