시원하게 마시고 남은 페트병을 여러분은 어떻게 처리하세요? 최근에는 분리수거에 대한 인식이 높아지면서 쓰레기 종류에 따라 올바르게 처리하는 분이 많은데요. 오늘은 올바른 분리수거의 중요성을 알려주는 ‘페트병 건물’에 대해 알아보겠습니다. ◆업사이클링의 주요 소재! 페트병 우리 생활에서 흔하게 발견할 수 있는 페트병! 깔끔한 디자인은 물론이고 가볍고 튼튼하면서도 쉽게 가공할 수 있기 때문에 업사이클링(재활용품에 디자인 또는 활용도를 더해 그 가치를 높인 제품) 재료로 많이 활용되고 있습니다. 그래서 주변에는 페트병을 이용해 화분이나 케이블 정리함, 거치대, 음식물 용기 등 다양한 제품을 만들어 사용하는 이들을 쉽게 발견할 수 있습니다. 이처럼 페트병은 한번 쓰고 버려지는 것이 아니라, 분리수거만 잘하면 새로운 제품으로 재탄생할 수 있습니다. 이런 페트병이 건축자재로도 사용된 곳이 있습니다. ◆페트병으로 장식한 ‘에코 아크’ 페트병을 건축자재로 썼다는 말만 들어서는 상상이 안 가는데요. 말 그대로 페트병을 이용해서 완성한 건축물입니다. 물론 모델하우스처럼 프로젝트로 잠시 생겼다 사라지는 건물도 아닙니다. 우리가 알고 있는 일반적인 건축물에 친환경 재활용 페트병을 적용한 것인데요. 이 건축물이 바로 대만에 있는 ‘에코 아크’(Eco ArK)입니다. 아크(Ark)는 방주라는 뜻인데요. 우리가 알고 있는 노아의 방주의 방주와 같은 의미입니다. 방주는 원래 상자나 궤를 뜻하는 단어인데요. 그런 의미에서 에코 아크는 환경의 방주, 즉 환경으로 만들어진 공간이라고 보면 좋을 것 같습니다. 에코 아크는 미국 하버드대 출신 건축학자인 아서 황에 의해서 계획되었습니다. 총 3층짜리 건물인 에코 아크는 150만개의 재활용 페트병을 써 완성했습니다. 플라스틱 페트병 폐기물을 사용한 ‘폴리브릭’이라는 벽돌 대체재를 개발하여 에코 아크의 외관을 장식한 것인데요. 다각형의 폴리브릭은 접착제가 없이도 정교하게 서로 맞물려 지지력을 강화할 수 있습니다. 이렇게 만든 에코 아크는 일반적인 건축물의 무게에 50% 정도밖에 나가지 않습니다. 플라스틱 건물의 안전성을 의심할 수 있을 텐데요. 이런 걱정과 달리 규모 9.0의 강진은 물론이고 태풍 같은 자연재해 등에도 충분히 견딜 수 있다고 합니다. 게다가 방음은 물론 단열 효과까지 높기 때문에 에너지 절감까지 할 수 있는 장점을 가지고 있습니다. 또한 빛을 투과하는 페트병의 특징을 이용하여 낮에는 조명을 켤 필요가 없으며, 밤에는 페트병에 삽입한 LED(발광다이오드)를 이용해 아름다운 조명을 연출했습니다. 특히 친환경 재활용 페트병은 기존 건축자재에 비해 탄소 배출을 40%나 절감할 수 있기 때문에 많은 이들이 주목하고 있는데요. 심미성과 내구성, 경제성 등 어느 것 하나 빠지지 않는 페트병의 새로운 변신이 더욱 기대되는 이유이기도 합니다. 페트병에는 한화솔루션 대표적인 기술 중 하나인 고밀도폴리에틸렌(HDPE)이 들어가는데요. 바로 페트병 속 음료가 흐르지 않도록 막아주는 뚜껑입니다. HDPE는 단단하고 내구성이 강하며, 인체에 무해하기 때문에 페트병에 사용되고 있는데요. 뚜껑의 역할을 마치고도 에코 아크와 같은 건축물에 쓰이고 있습니다. 이처럼 석유화학 제품은 어떻게 사용하고 어떻게 재활용하느냐에 따라 쓰레기도 될 수 있고, 중요한 건축자재로 탈바꿈할 수도 있습니다. 특히 최근에는 많은 기업이 페트병 재활용 방법을 연구하면서 의류와 신발, 건축자재 등 다양한 제품으로 재탄생하고 있습니다. 그러기 위해서는 우리 모두 올바르게 분리수거를 하는 것이 매우 중요한데요. 한화솔루션도 좋은 품질의 플라스틱을 생산하기 위해 끊임없이 노력하고 있으니 여러분도 페트병의 올바를 이용을 위해 조금만 주의를 기울여주기 바랍니다. 한화솔루션 블로거

봄이 찾아온 지도 얼마 안 된 것 같은데, 이제 낮에는 한여름처럼 뜨거운 햇살이 내리쬐고 있습니다. 그래서 이미 거리에는 반소매 옷을 입고 다니는 이들이 있는데요. 추운 겨울에는 검정과 같은 어두운색 계열이 유행했다면, 여름에는 단연 하양과 같은 밝은색 계열의 옷이 유행합니다. 검은색은 빛을 흡수하여 몸에 많은 에너지를 전달하지만, 흰색은 반사하여 시원한 느낌을 받을 수 있기 때문입니다. 이렇게 뜨거운 빛을 반사하여 체온을 내려주고, 시각적으로도 시원한 느낌을 주는 흰색 옷! 그런데 문제가 있습니다. 실수로 흘린 음식물 등에 너무 쉽게 오염이 된다는 것인데요. 특히 시원한 아이스 아메리카노를 급하게 마시다 뚜껑이 열려 티셔츠에 쏟으면, 난감한 상황이 발생합니다. 커피로 누렇게 변해버린 티셔츠를 보면 짜증만 밀려오는데요, 이제는 이런 걱정을 할 필요가 없어졌습니다. 바로 커피에도 끄떡없는 기능성 티셔츠가 나왔기 때문인데요. 지금부터 봐도 봐도 신기한 기능성 티셔츠를 살펴보겠습니다. ◆절대 젖지 않는다…기능성 티셔츠 과거 큰 인기를 끈 유튜브 영상의 내용은 이렇습니다. 모델이 착용한 하얀 티셔츠에 커피나 음료수, 커피 우유 등 쉽게 오염시키는 다양한 액체를 뿌리지만 마치 새 옷처럼 아무런 변화가 없습니다. 꼭 뿌리기 전으로 영상을 돌린 것 같은 착각이 들 정도로 오염은커녕 젖지도 않는 티셔츠에 시선이 가는데요. 이 티셔츠는 미국 샌프란시스코에 거주하는 대학생, 라텔이 만든 제품으로 이름은 ‘실익’(Silic)입니다. 많은 이들이 마시던 음료를 옷에 쏟아 난감해하는 모습을 보고 액체에 젖지 않는 셔츠를 개발하기 시작했다고 합니다. 이런 생각은 파텔뿐만 아니라 이런 경험이 있는 이들은 한번씩 해보셨음직 한데요. 평범해 보이는 하얀 티셔츠에는 어떤 비밀이 숨겨져 있길래 일반 제품과 달리 액체가 스며들지 않는 것일까요? ◆젖지 않는 티셔츠의 비밀은 폴리에스테르 젖지 않는 티셔츠의 비밀은 바로 석유화학 제품인 폴리에스테르에 있습니다. 폴리에스테르는 합성섬유의 하나로 소수성이 높은 제품입니다. 소수성이라는 것은 친수성과 반대되는 말로 물과 잘 섞이지 않는 성질을 가리킵니다. 물과는 섞이지 않지만, 기름과 친화력이 크기 때문에 잘 섞이는 성질이 있습니다. 그래서 친유성이 있다고 불립니다. 즉 물과 잘 섞이지 않는 성질을 이용해 어떤 액체에도 젖지 않는 방수 티셔츠를 만든 것입니다. 폴리에스테르는 나일론 다음으로 강도가 높고, 물에 젖지 않는 것은 물론이고 내구성이 좋습니다. 또한 구김과 신축성도 거의 없어 늘어나는 것 없이 항상 새 옷처럼 입을 수 있습니다. 특히 소수성으로 인해 세탁을 한 뒤에 빠르게 건조하여 입을 수 있습니다. 이런 폴리에스테르를 원단으로 해 초정밀 나노 기법으로 직물과 직물 사이에 수억개의 실리콘으로 투명 장벽을 보강하여 아예 액체가 스며들지 못하게 한 게 젖지 않는 티셔츠입니다. 그래서 어떤 액체를 부어도 젖지 않고 흘러버리게 됩니다. 깔끔한 이미지와 시원함을 강조한 하얀 티셔츠! 그 생명은 하얗게 빛나는 깔끔한 색상인데요. 하지만 순간 방심을 하면 자신도 모르게 묻어있는 얼룩에 좋았던 기분을 한순간에 망칠 수 있습니다. 앞에서 알아본 것처럼 석유화학 제품만 있으면 하얀 옷을 더욱 하얗고 오랫동안 입을 수 있는데요. 올 여름 석유화학 제품으로 더욱 새하얗고 시원한 여름을 맞이하기 바랍니다! 한화솔루션 블로거

환경보호에 대한 관심이 높아지면서 전 세계적으로 플라스틱 재활용 기술과 이를 활용한 제품을 개발하려는 노력이 이어지고 있습니다. 기술이 발전함에 따라 의류와 카펫, 병, 플라스틱 목재, 파이프, 바닥 타일, 포장재뿐만 아니라 스마트폰 및 자동차, 전자제품 소재에 이르기까지 재활용 제품은 기존 플라스틱에 버금가는 높은 내구성과 품질을 자랑하고 있습니다. 오늘은 새로운 대안으로 떠오르고 있는 재생 플라스틱에 대해 자세히 알아보겠습니다. ◆재생 플라스틱이란? 재생 플라스틱은 폐플라스틱을 잘게 잘라 압출하거나(기계적 재생) 고온으로 녹이는(열분해) 한편 화학적으로 분해(해중합)하는 방식으로 만듭니다. 기존에는 깨끗한 플라스틱을 대상으로 기계적 재생을 통해 재활용했다면, 불순물 등으로 재활용이 어려웠던 플라스틱도 재활용할 수 있다는 게 재생 플라스틱의 장점입니다. ◆폐어망 재활용한 스마트폰 부품 바다를 오염시키는 폐플라스틱 중 폐어망은 해양 생물의 생명을 위협하고 환경을 훼손하는 등 지구에 심각한 영향을 미치고 있습니다. 이 폐어망은 오랫동안 해수와 자외선에 노출되기 때문에 재활용이 어려운 것으로 알려져 있었습니다. 최근 한화솔루션의 자회사인 한화컴파운드는 삼성전자와 협력해 ‘분리→절단→세척→압출 과정’ 등을 거쳐 해양 오염의 주범으로 지목된 폐어망을 친환경 플라스틱 소재로 재탄생시켰습니다. 이렇게 폐어망을 재활용한 플라스틱은 스마트폰의 부품 소재로 쓰였습니다. 양사는 향후 해양 폐기물을 재활용한 플라스틱 소재를 더욱 확대해 연말까지 버려지는 폐어망을 약 50t 이상 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. ◆자동차로 변신한 해양 폐플라스틱 폐플라스틱은 스마트폰뿐만 아니라 최근에는 자동차의 소재로도 사용되고 있습니다. 현대자동차에서 생산하는 ‘아이오닉5’ 1대에는 500ml 생수병 32개 분량의 재생 플라스틱이 이용됐으며, 기아차는 해양 폐플라스틱을 자동차 실내 소재로 적용할 계획이라고 밝혔습니다. BMW도 재생 플라스틱을 자동차 소재로 적용하고 있으며, 포드는 업계 최초로 해양 폐플라스틱을 100% 재활용해 와이어링 하니스 묶음(클립)을 생산하고 있습니다. ◆재생 플라스틱으로 TV, 냉장고, 세탁기 만든다! LG전자는 지난해부터 TV와 사운드바 본체에 사용하는 플라스틱 원료의 약 30%를 폐자동차 전조등과 폐가전제품 등을 재활용해 만든 재생 플라스틱으로 대체하고 있습니다. 삼성전자도 TV 리모컨과 냉장고, 세탁기 부품에 폐플라스틱 재활용 소재를 쓰고 있습니다. ◆여러번 재활용할 수 있는 폐플라스틱 기술 기계적 재활용 공정은 그 과정을 거치면서 플라스틱의 물성이 바뀌거나 품질이 저하되는 문제가 있습니다. 이에 반해 화학적 재활용 기술은 여러번 재활용해도 원래 물성을 그대로 유지할 수 있어 고품질의 친환경 플라스틱을 생산할 수 있습니다. 한화솔루션은 폐플라스틱을 녹인 열분해유에서 분자구조를 변화시켜 나프타를 생산하는 기술을 연구하고 있는데요. 이렇게 만들어진 플라스틱은 반복해서 재활용해도 강도가 떨어지지 않는다는 장점이 있습니다. 화학적 재활용 기술을 통해 가까운 미래에는 플라스틱 쓰레기가 사라지고, 환경 오염을 걱정하지 않는 날이 오기를 기대합니다. 한화솔루션 블로거

최근 뉴스에서 자주 들리는 단어 중 하나는 바로 ‘탄소 제로’입니다. 온실가스로 인한 기후변화에 대응하기 위해 이산화탄소 배출량을 획기적으로 감축하고, 남은 탄소와 흡수되는 탄소량을 같게 해 순배출이 ‘0’이 되게 하는 것입니다. 온실가스 순배출량을 0으로 만들기 위해서는 이산화탄소 배출은 최대한 줄여야 합니다. 또 배출된 이산화탄소는 흡수·처리해야 하는데요. 이를 위해 필요한 기술이 바로 ‘탄소포집’(CCUS)입니다. 오늘은 탄소 중립시대를 맞아 포집기술이 무엇인지 알아보겠습니다. ◆탄소포집(CCUS) 기술이란? CCUS는 이산화탄소(Carbon)를 포집(Capture)·활용(Utilization)·저장(Storage)하는 기술을 의미합니다. 이산화탄소는 열(적외선 파장)을 복사하여 방출하기 때문에 대기 온도를 상승시키는 요인이 됩니다. 그렇기 때문에 지구 온도의 상승을 억제하기 위한 가장 효율적인 방법으로 CCUS 기술이 주목받고 있는 것입니다. 포집된 이산화탄소는 운반과정을 거쳐 필요에 따라 저장하거나 다른 목적으로 활용됩니다. 단계별로 어떤 과정을 거치게 되는지 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. ◆이산화탄소 포집 CCUS는 석유화학 및 철강, 시멘트, 정유 공장 등의 시설에서 생성된 불순물 중 이산화탄소만 따로 분리하는 기술입니다. 이산화탄소는 대기 중 분산되는 성질이 있기 때문에 이들 산업공정 시설에서는 이를 걸러내는 기술이 필요합니다. 연소 후 포집기술과 연소 전 포집기술, 순산소 연소 포집기술 등이 있습니다. 연소 후 포집은 흡수제를 이용해 연소 후 배기가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 기술입니다. 연소 전 포집기술은 석탄의 가스화 또는 천연가스의 개질 반응을 통해 합성 가스를 생산한 뒤 수성가스전이반응(water gas shift reaction)으로 수소와 이산화탄소를 포집합니다. 순산소 연소 포집기술 질소 성분을 배제한 순도 95% 이상의 산소와 재순환된 배기가스를 사용해 미분탄을 연소시켜 이산화탄소와 물이 대부분을 차지하는 배기가스를 생성하는 과정에 적용됩니다. ◆포집 후 압축 및 운반 분리된 이산화탄소에 고온의 스팀 가열기로 압력을 가하면 액화합니다. 압축단계에서는 열을 가능한 한 적게 쓰는 것이 중요합니다. 액화된 이산화탄소는 파이프라인이나 트럭, 선박 등을 통해 운반하게 됩니다. ◆저장 또는 활용방법 운반된 이산화탄소를 필요에 따라 저장하면 탄소포집저장(CCS), 다른 목적으로 활용한다면 ‘탄소포집활용 및 판매’(CCU)가 각각 됩니다. CCS는 보통 액화된 이산화탄소를 지하 퇴적층에 매립하여 저장합니다. CCU에서는 이산화탄소를 화학적으로 전환하여 화학제품 원료로 만들거나 플랑크톤 등의 미세조류를 이용해 이산화탄소를 바이오 연료로 바꾸기도 합니다. 칼슘염 등의 광물질과 반응시켜 건축자재를 만들 수도 있습니다. ◆탄소포집저장기술로 합성 가스 생산 합성 가스는 다양한 화학제품의 원료나 전력 발전 등의 에너지원이 되는 혼합기체입니다. 이를 생산하기 위해서는 높은 열을 가하는 과정에서 이산화탄소가 배출됩니다. 한화솔루션은 합성 가스 생산 시설에 이산화탄소를 반복해 다시 쓰는 ‘탄소포집 및 저장’(CCU) 기술을 적용해 이산화탄소 배출량을 획기적으로 줄일 수 있게 되었습니다. 이렇게 탄소포집저장기술로 만들어진 합성 가스는 석유 및 가스 등 천연자원의 고갈에 대비해 탄소 배출량을 줄인 신재생 에너지로 주목받고 있습니다. 전 세계적으로 기후변화에 대응하기 위한 다양한 탄소 감축 정책 및 기술의 연구가 적극 이뤄지고 있습니다. 한화솔루션은 CCU뿐만 아니라 재생 에너지의 전력 사용 비율을 점차 확대하여 온실가스 배출량을 획기적으로 줄여나갈 계획입니다. 오는 2050년 탄소 제로(0)를 목표로 지속가능한 지구를 위해 노력하는 한화솔루션을 지켜봐 주기 바랍니다. 한화솔루션 블로거

여러분은 불이 나면 어떻게 대처해야 하는지 알고 있나요? 불을 끄는데도 화학이 숨어있다고 하는데요. 오늘은 불 속에 숨어있는 화학에 관해 이야기해보겠습니다. ◆불의 화학 원리 성냥(사진)에 불이 붙는 원리도 화학으로 설명할 수 있습니다. 간단하게 보이는 성냥에도 다양한 화학 원리가 숨어있는데요. 성냥에 불이 붙는 것과 성냥이 타는 것은 눈으로 보이기에는 같아 보일 수 있으나, 서로 다른 두개의 과정입니다. 우선 성냥에 불이 붙는 것은 순간적인 마찰력의 힘 때문입니다. 순간적인 마찰력으로 온도가 1400도까지 올라가고, 그로 인해 발화성 물질로 만들어진 성냥개비 머리 부분에 열이 전달되면서 불이 일어나게 되는 것입니다. 이런 현상이 더 자연스럽게 일어나게 하기 위해 성냥갑 부분은 거칠게 만들고, 성냥개비의 머리는 마찰열만으로도 충분히 불이 켜질 만큼 발화점이 낮은 인과 같은 성분으로 만들게 되는 것입니다. 이런 원리로 인해 한번 타버린 성냥개비를 다시 사용할 수 없게 되는 것입니다. 이렇게 마찰열로 성냥개비에 불이 붙으면, 연소라는 화학반응이 일어납니다. 연소는 물질과 산소가 반응하는 것인데요. 그래서 불이 지속해서 붙기 위해서는 공기가 충분히 공급되어야 합니다. 공기에는 여러 기체가 혼합되어 있는데요, 산소가 약 21%, 질소가 78%를 각각 차지하고 나머지는 비활성 기체와 이산화탄소로 구성되어 있다고 합니다. 물질이 연소하면 처음과는 다른 물질이 생성되는데, 이를 연소 생성물이라고 부릅니다. 연소 생성물을 가지고 연료가 가진 성분 원소를 추측하기도 합니다. 예를 들어 숯(사진)은 탄소가 주성분으로 연소하면 이산화탄소를 생성합니다. 이처럼 생성물이 기체이면 연료는 연소 후 질량이 감소하게 됩니다. ◆소화의 화학 원리 연소의 3요소라고 많이 들어보셨죠? 어떤 물질이 타기 위해서는 3가지 요소가 필요하다는 이야기인데요, 연료(타는 물질)와 발화점 이상의 온도, 일정량 이상의 산소가 있어야 연소가 일어납니다. 즉 이들 3가지 요소 중 하나 이상의 조건만 제거해도 불이 꺼지게 되는데, 이를 소화하고 합니다. 예를 들어 불이 붙어있는 성냥개비에 입김을 세게 불면 기체 상태의 탈 물질이 날아가면서 꺼지게 되며, 타고 있는 성냥개비를 유리컵으로 덮으면 산소 공급이 차단되어 꺼지게 됩니다. 또한 물을 뿌리면 성냥개비의 온도가 발화점 이하로 내려가면서 불이 꺼지게 됩니다. ◆요리에 숨어있는 불의 원리 이른바 ‘요섹남’이 인기몰이를 하면서 각종 TV 프로그램에서는 요리에 관한 이야기가 끊임없이 나오고 있습니다. 이 같은 프로가 늘면서 다양한 재료로 만드는 요리만 보여주는 것이 아니라 요리사들의 화려한 기술을 보여주면서 시청자의 시선을 사로잡고 있습니다. 그중에서도 요리하면서 불을 붙이는 장면은 못하는 이들까지 호기심을 갖게 합니다. 이런 화려한 기술에 화학이 숨어있다는 것 알고 있나요? 불을 붙이는 장면을 연출하기 위해 다양한 요리법을 찾아보다 보면 술에 불을 붙이기 전 먼저 따뜻하게 데워놓으라고 되어있는데요. 액체는 불꽃을 유지해주지 못하기 때문입니다. 술의 알코올 성분에서 생긴 증기가 우리가 보는 멋진 장면을 연출시켜주는 비밀인데요. 술을 따뜻하게 만들면 알코올 증기가 발생해서 불이 더 쉽게 붙게 됩니다. 불이 붙기 쉬운 액체라도 발화점까지 가열되기 전에는 붙지 않는데요. 발화점 이하의 차가운 술은 불을 붙이기 위한 충분한 증기를 내놓지 않는다고 합니다. 또한 술은 물과 섞여 있는 혼합물이라, 즉 알코올 100%로 이뤄지지 않아 그냥 불을 붙이는 건 어렵다고 합니다. 그래서 술에 불을 붙이기 위해서는 따뜻하게 만들어 그런 환경을 만들어줘야 합니다. ◆베이킹소다로 불을 끈다? 집에서 요리하는 이들이 늘어나면서, 다양한 재료를 구비하는 이도 많습니다. 그런 요리 재료로 많은 인기를 얻고 있는 것 중 하나는 바로 베이킹소다(사진)입니다. 베이킹소다가 요리에서만 ‘마법의 가루’로 쓰이는 것이 아니라, 불이 났을 때 끌 수 있다는 사실 알고 있나요? 앞에서 공부한 소화의 방법의 하나는 산소를 제거하여 연소를 막는 것이었는데요, 대표적인 예가 우리 알고 있는 이산화탄소 소화기입니다. 공기보다 무거운 이산화탄소를 배출하여 산소를 차단하는 원리입니다. 이런 원리가 베이킹소다에도 그대로 적용된다고 합니다. 베이킹소다는 탄산수소나트륨인데, 불이 난 곳에 뿌려주면 고온에서 열분해 되어 이산화탄소를 생성합니다. 이렇게 생성된 이산화탄소가 소화기와 마찬가지로 산소를 차단하여 불이 꺼지게 됩니다. ◆스프링클러의 원리 막상 화재가 발생하면 당황하거나 공포감에 옆에 있는 소화기도 이용하지 못하고 그 자리에서 꼼짝도 하지 않는 이들이 적지 않습니다. 이런 다급한 상황에 우리의 안전을 지켜주는 스프링클러가 있습니다. 사무실이나 빌딩의 천장에 보면 매달려있는 금속 쇠붙이 같은 것을 볼 수 있는데, 이것이 바로 스프링클러입니다. 불이 나면 스스로 작동하여 물을 뿜어주는 스프링클러는 어떤 원리로 작동할까요? 스프링클러는 우리 눈에 보이지 않지만, 파이프라인이 삽입되어 있고, 그 안에는 압력을 받는 물이 들어있습니다. 평소에는 이 물을 막고 있는 마개가 있어 이동이 없으나, 화재가 발생하여 열이 스프링클러에 도달하면 헤드에서 마개를 막고 있던 고체 연결체나 유리구가 파손되면서 이탈되고 물이 뿜어져 나와 불을 끄게 되는 것입니다. 마개를 막고 있는 금속은 대부분 74도에서 녹습니다. 또한 유리구에 들어있는 액체는 화재의 열에 의해서 팽창을 하게 되고, 이로 인해 유리구가 깨지게 됩니다. 화재는 잠깐의 부주의로도 갑자기 우리 앞에 등장하게 됩니다. 그런 이유에서 많은 이들이 불을 무서워하게 되고, 정확하게 대처하지 못해 더 큰 피해를 보게 되는 일이 자주 발하고 있습니다. 불은 모르면 위험하고 무서운 존재이지만, 잘 알고 활용하면 안전하고 편리한 존재인 것 같습니다. 지금까지 알려드린 불 속에 숨어있는 다양한 화학 이야기를 통해 좀 더 안전하고 편리하게 불을 다루길 바랄게요. 한화솔루션 블로거

창호는 창과 문을 합친 말로, 흔히 아파트나 건물의 창이나 베란다 거실문 등을 부릅니다. 창호는 외부로부터 건물 및 주택 내부를 보호하는 역할 뿐만 아니라 건물의 단열과 방음 수준을 결정짓기 때문에 매우 중요합니다. 창호에 쓰이는 소재는 금속과 나무, PVC 등 다양합니다. 그중에서도 가장 많이 사용되는 게 PVC로, 전체의 약 40%를 차지하고 있습니다. 창호에서 PVC가 주로 이용되는 이유는 무엇일까요? ◆창호의 역할 창호의 역할은 크게 단열성과 기밀성, 수밀성, 외풍압성, 차음성으로 나눌 수 있습니다. 창을 통해 열 손실을 방지(단열성)하고, 외부의 공기가 유입되는 것을 차단(기밀성)합니다. 비가 올 땐 물이 내부로 들어오는 것을 막아주며(수밀성), 외부의 풍압(외풍압성)과 소음(차음성)까지 차단하는 역할을 하고 있습니다. ◆창호로 활용되는 소재 창호에 쓰이는 소재는 크게 알루미늄과 우드, 그리고 PVC입니다. 우드는 심미성과 단열 성능이 뛰어나지만 습기와 직사광선에 약하며, 오랜 시간 외부에 노출되면 변형될 수 있는 탓에 내부 창호에 적합합니다. 알루미늄 창호는 우드와 비교하면 변형이나 변질 우려가 없지만, 외부 냉기가 쉽게 전달되어 단열 성능이 떨어집니다. 반면 PVC는 열전도율이 낮을 뿐만 아니라 창호에 적용하면 외부 냉기가 내부로 유입되지 않아 단열성이 우수합니다. 덕분에 창호 소재로도 널리 사용되고 있습니다. ◆주요 창호 소재인 PVC PVC는 금속보다 가볍지만 단단하기 때문에 파이프나 창호와 같은 건축자재로 활용되고 있는데요. 특히 PVC 창호는 열전도율이 낮은 만큼 단열과 밀폐성이 뛰어납니다. 창을 통한 에너지 손실을 줄여 냉·난방 비용도 아껴주는 역할을 합니다. 한국에너지기술연구원에 따르면 보통 창을 통한 열 손실량은 주택에서는 전체의 20~40%, 일반 건물은 15~35%를 각각 차지하고 있습니다. 따라서 창호를 PVC 소재로 교체한다면 열 손실을 크게 줄일 수 있습니다. ◆PVC 창호와 ‘제로 에너지 하우스’ ‘제로 에너지 하우스’는 패시브(Passive) 기술을 활용해 손실을 최소화하는 주택입니다. 이때 이용되는 기술은 기계 등의 도움을 받은 시스템을 통해서가 아니라 단열 및 건물의 형태를 활용해 에너지를 보존하고 절감하는 방법입니다. 여기서도 창호가 열 손실 차단을 위한 핵심으로 손꼽히고 있습니다. PVC 소재의 창호를 통해 에너지를 보존하고 단열효과를 높인 덕분에 냉난방 이용이 줄게 되어 이산화탄소 배출량 감소에도 도움이 되는 것입니다. ◆친환경 PVC 창호 기술 ‘에코데치’ PVC는 인체에 해로운 환경 호르몬을 배출한다고 알려져 있기도 합니다. 이는 단단한 PVC를 말캉하게 해주는 ‘프탈레이트 가소제’ 탓인데요. 한화솔루션은 세계 최초로 수소 첨가기술을 적용해 프탈레이트 계열 성분을 완전히 제거한 프리미엄 친환경 가소제 ‘에코데치’(ECO-DEHCH) 개발에 성공했습니다. 에코데치를 활용한다면 PVC 창호와 벽지, 바닥재, 아이 장난감까지 환경 호르몬 걱정 없이 PVC 제품을 사용할 수 있습니다. PVC 창호는 우리가 생활하는 건물과 주택의 단열을 책임지고, 냉난방비를 줄여줍니다. 그 덕분에 탄소 배출 감소에도 도움이 되고 있습니다. 생활의 편리함과 안전, 그리고 환경까지 생각하는 고기능성 창호 소재인 PVC에도 많은 관심 부탁합니다. 한화솔루션 블로거

원소란 수소, 산소와 같이 더는 분해되지 않으며, 물질을 이루는 기본 성분입니다. 오늘은 우리 생활에서 쉽게 찾아볼 수 있는 대표적인 물질이면서 탄소(C)와 수소(H)로 이뤄진 플라스틱에 관해 이야기해보려 합니다. ◆탄소와 수소로 구성된 석유 석유(원유)는 플라스틱의 주요 원료입니다. 석유는 주로 탄소와 수소로 구성되어 있는데요. 이 원유를 가열하면 등유와 휘발유로 나뉘게 되면서 나프타라는 물질이 분리되는데, 이를 열분해한 것이 바로 에틸렌입니다. 에틸렌은 중합과정을 거치면서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 고분자를 생성합니다. 이를 가공한 것이 우리가 사용하고 있는 플라스틱 제품입니다. 탄소와 수소로 이뤄진 플라스틱의 종류에 대해 살펴보겠습니다. ◆폴리에틸렌(PE) 폴리에틸렌(PE)은 탄소 2개와 수소 4개로 이루어진 에틸렌이 수천에서 수십만개가 모여 만들어진 기다란 탄화수소 사슬의 중합체로, 가장 간단한 형태의 고분자입니다. 화학식은 ‘C2H4’로, 1989년 독일 화학자 한스 폰 페크만이 처음 합성하였으며, 그의 동료인 유진 밤베르거와 프리드리히 치르너가 ‘–CH2-’가 반복된 긴 사슬 구조를 제안했고, 이를 폴리에틸렌이라 이름 붙였습니다. PE는 밀도에 따라 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LDPE)으로 나눌 수 있습니다. 플라스틱병과 필름, 식품·포장 용기 등 일상에서 다양하게 쓰이고 있습니다. ◆폴리프로필렌(PP) 폴리프로필렌(PP)은 탄소 3개로 이루어진 열가소성 고분자로, PE와 유사한 특성을 지니고 있습니다. 화학식은 ‘C3H6’로, PE 분자 사슬의 탄소에 하나씩 건너 메틸기(CH3)가 붙어 있습니다. PP는 내구성과 내열성이 뛰어나고 성형이 용이해 자동차 부품과 가전제품, 식품 용기, 포장재 등으로 널리 사용되고 있습니다. ◆폴리염화비닐(PVC) 폴리염화비닐(PVC)은 에틸렌 분자의 수소 하나를 염소로 치환한 것으로, 비닐 클로라이드(Vinyl Chloride)라고 하는 분자를 중합시킨 것입니다. PE는 탄소 2개와 수소 4개로 이루어졌다면, 여기서 수소 1개가 염소 1개로 대체된 것이 PVC입니다. 화학식은 ‘C2H3Cl’로, PE 이중결합 탄소 쌍 중 하나에 염소 원자가 부착되어 있습니다 열가소성 PVC는 PE 다음으로 많이 쓰이고 있는 범용 플라스틱입니다. 열에 의해 쉽게 변형되는 특징이 있는데, 목적에 맞게 성질을 변형시킬 수 있어 비닐이나 바닥 매트, 창호, 벽지, 파이프, 자동차 및 가전제품 부품 등 다양한 용도로 이용되고 있습니다. ◆폐플라스틱 화학적 재활용 PE와 PP, 폴리스티렌(PS), PVC 등의 플라스틱은 탄소와 수소로 구성돼 있어 이를 분해하면 수소 연료와 고체 탄소로 변환할 수 있습니다. 비닐봉지에 든 수소는 중량 대비 14%로, 1㎏에서 이론상 13.58g의 수소를 얻을 수 있다고 합니다. 또한 플라스틱에서 수소를 추출하고 남는 것은 이산화탄소가 아닌 순도 높은 탄소 나노튜브 덩어리라는 점에 과학자들이 주목하고 있습니다. 이렇게 플라스틱을 분해하여 새로운 에너지나 석유제품의 원료를 추출하는 것을 화학적 재활용이라고 합니다. 한화솔루션은 나프타보다 무거운 탄화수소들을 분해하여 에틸렌과 프로필렌 등 플라스틱 기초 원료로 재활용하는 기술을 연구하고 있는데요. 오는 2024년까지 하루 1t 규모의 파일론 사업을 거쳐 폐플라스틱으로 연간 3만t의 나프타 생산을 목표로 하고 있습니다. 생활용품부터 자동차, 전자제품까지 전 산업에 걸쳐 없어서는 안 될 플라스틱 제품들! 여기에 화학적 재활용을 거쳐 새로운 에너지원과 제품으로 재생산까지 될 수 있는데요. 화학적 원리를 알고 나니 더욱 쉽게 이해가 되는 것 같습니다. 한화솔루션 블로거

촉매는 플라스틱 제품을 만드는 데 중요한 역할을 합니다. 화학제품 대부분이 촉매 반응의 도움으로 만들어지기 때문인데요. 특히 가장 많이 쓰이는 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP)을 만들기 위해서는 촉매가 필요합니다. 오늘은 촉매란 무엇인지, 그 종류로는 어떤 것이 있는지 살펴보겠습니다. ◆화학반응을 돕는 촉매란? 촉매(觸媒·catalyst)는 스스로 변하지는 않지만, 속도를 더 빠르거나 느리게 조절하는 방식으로 화학반응을 돕는 역할을 합니다. 화학반응이 일어나기 위해선 활성화 에너지가 필요한데요. 이 에너지가 낮으면 반응이 쉽게 일어나는 반면, 에너지가 높을 땐 반대입니다. 이때 촉매는 활성화 에너지를 변화시켜 화학반응을 조절합니다. ◆플라스틱을 탄생시킨 지글러-나타 촉매 에틸렌을 중합시켜 PE로 만드는 게 바로 지글러-나타(Ziegler-Natta catalyst) 촉매입니다. 1953년 독일의 응용 화학자 칼 지글러는 우연히 에틸렌을 쉽게 중합할 수 있는 촉매를 발견했고, 이를 이탈리아 화학자 줄리오 나타가 더욱 발전시켜 플라스틱의 상업화에 크게 기여했습니다. ◆고분자 소재를 생산할 수 있게 한 메탈로센 촉매 메탈로센 촉매는 2종 이상의 촉매를 이용해 화학제품의 강도와 가공성을 획기적으로 높인 것입니다. 촉매 기술에 따라 정교하게 고분자의 구조를 조절할 수 있는데, 메탈로센 촉매의 구조에 따라 중합 특성을 원하는 방향으로 유도해 고분자를 합성할 수 있게 되었습니다. 덕분에 기존 촉매 기술로는 생산하기 어려운 고분자 소재를 만들 수 있게 되었습니다. ◆차세대 메탈로센 하이브리드 촉매 시스템 메탈로센 하이브리드 촉매 시스템은 한화솔루션이 개발한 기술로, 기존 촉매의 물성을 한단계 개선한 것입니다. 이 기술 덕분에 고온·고압·강한 자극의 상황에서도 50년간 사용할 수 있는 높은 강도의 고성능 제품 생산할 수 있게 됐습니다. 또한 기존 중합기술의 한계로 만들 수 없었던 새로운 고분자 소재로 생산할 수 있어 차세대 촉매로 주목받고 있습니다. ◆친환경 접착제를 만드는 고활성·고선택도 나노-니켈 촉매 니켈 나노 입자는 표면적이 크고, 고활성이기 때문에 뛰어난 촉매 효과를 지니고 있습니다. 한화솔루션은 세계 최초로 고활성·고선택도 나노-니켈 촉매 기반의 ‘수첨석유수지’(H-HCR, Hydrogenated HydroCarbon Resin) 기술을 개발, 기저귀나 생리대 등 위생용품과 식품용에 쓰이는 친환경 접착제를 생산했습니다. 이는 고체분말 촉매를 액상 반응물에 분산시켜 반응하는 방식을 이용한 것인데요. 반응물 내 이중결합만 선택적으로 수소를 첨가해 제거하는 방식입니다. 그 결과 수첨석유수지에 필요한 투명, 내열 안정성, 무독성을 갖춘 제품을 생산할 수 있게 됐습니다. ◆폐플라스틱 화학적 재활용 위한 촉매 기술 적용 최근 한화솔루션은 폐플라스틱 재활용을 위해 열분해 기술에 석유화학 촉매 기술을 적용하려고 시도하고 있습니다. 나프타보다 무거운 탄화수소를 촉매작용으로 선택 분해하여 나프타 범위의 탄화수소로 전환함으로써 나프타 수율을 크게 증가시키고, 이를 통해 전환된 원료 화학물질로 새로운 플라스틱 제품을 만드는 기술입니다. 우리에게 꼭 필요한 플라스틱 제품들을 생산하고, 또한 폐플라스틱을 재활용하여 환경까지 생각한 촉매 기술! 한화솔루션은 앞으로도 지속적인 연구·개발(R&D)을 통해 인간과 자연을 위한 안전하면서도 편리한 화학기술을 위해 노력하겠습니다. 한화솔루션 블로거

노트북과 휴대폰은 배터리가 방전되면 다시 충전해서 이용할 수 있습니다. 재충전할 수 있는 2차 전지를 사용하는 덕분인데요. 2차 전지는 휴대용 전자기기뿐만 아니라 전기 자동차의 주요 에너지원으로 쓰이기도 합니다. 전기차에 활용되는 2차 전지는 온실 가스 주범인 탄소 배출을 억제할 수 있어 친환경 에너지로 각광받고 있습니다. 오늘은 2차 전지의 원리와 함께, 주요 소재에 대해 살펴보겠습니다. ◆다시 충전해 쓰는 2차 전지란? 2차 전지란 방전된 뒤에도 다시 충전해 반복 사용할 수 있는 배터리를 의미합니다. 보통 우리가 한번 쓰고 버리는 건전지가 1차 전지입니다. 2차 전지는 충전 물질에 따라 종류가 다양하지만, 대부분 리튬이온배터리가 주를 이루고 있습니다. 리튬 2차 전지는 우수한 성능으로 노트북과 스마트폰, 디지털 카메라 등 휴대용 전자제품과 전기차의 에너지원으로 사용되고 있습니다. ◆2차 전지의 4대 구성 요소 2차 전지는 양극재와 음극재, 분리막, 전해질로 구성됩니다. 각각의 특징을 살펴보면 아래와 같습니다. (1)양극(Cathode): 배터리의 용량과 평균 전압을 결정하며, 소재로는 LCO(리튬·코발트·옥사이드)와 NCM(니켈·코발트·망간), NCA(니켈·코발트·알루미늄), LMO(리튬·망간·옥사이드), LFP(리튬·인산·철) 등이 있다. (2)음극(Anode): 양극에서 나오는 리튬이온의 흡수와 방출을 통해 전류를 흐르게 하며, 전지의 충전 속도와 수명을 결정한다. (3)전해액(Electrolyte): 리튬이온을 전달하는 매개체로, 이온이 원활하게 이동하도록 하는 매개체 역할을 한다. 전해질염과 유기용매, 첨가제로 구성된다. (4)분리막(Separator): 양극과 음극의 직접적인 물리적 접촉을 방지하는 역할을 하며, 주요 소재로 다공성 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)이 쓰인다. ◆2차 전지의 원리 2차 전지는 전기 화학적 산화·환원 반응에 의해 발생하는 이온의 이동으로 전기를 발생시키고, 그 반대 과정으로 충전되는 원리입니다. 이온의 물질 상태가 양극과 음극에서 다를 때 발생하는 에너지 차이를 활용한 전압차를 이용하는 것입니다. 리튬이온 전지에서는 양극에 있던 리튬이온이 빠져 나와 전해질을 통해 음극으로 이동하면서 충전이 이뤄지고, 다시 양극으로 이동하면 방전이 이뤄집니다. ◆2차 전지 분리막의 역할 분리막은 앞서 설명하였듯이 2차 전지를 구성하는 주요 4대 요소 중 하나로, 양극과 음극을 격리시켜 물리적 접촉에 의한 단락(합선)을 차단하는 역할을 합니다. 이온이 두 전극 사이를 이동해야 하므로 미세한 구멍이 있는 다공성 필름으로 구성되며, 주로 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP) 소재가 이용됩니다. 제조 방식에 따라 습식법(wet process)과 건식법(dry process)으로 나뉘는데, 습식법은 고분자 소재인 폴리에틸렌과 저분자량 오일을 혼합한 뒤 용매를 활용해 다공 구조의 분리막 필름을 제조하는 방식입니다. 건식법은 오일과 용매를 쓰지 않고, PE 및 PP 시트를 접합한 뒤 연신 및 열처리 등의 기계적 공정 만으로 제조하는 방식입니다. ◆분리막 소재, PE와 PP 분리막은 전기화학적으로 안정적이면서도 절연성이 뛰어나고, 높은 열에 노출되었을 때도 안전성을 잃지 않아야 하기 때문에 내열성이 좋아야 합니다. 또한 전지 저항을 최소화하기 위해 두께가 얇으면서도 내부 압력을 견딜 수 있도록 기계적 강도도 우수해야 합니다. 이를 위해 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 2차 전지의 분리막 소재로 사용되고 있습니다. ◆2차 전지와 친환경 전기차 2차 전지가 최근 더욱 핫하게 떠오르고 있는 이유는 바로 전기차 때문입니다. 전기차는 지구 온난화를 방지하기 위한 전 세계적인 탈탄소 정책에 힘입어 그 활용 비중이 점점 높아지고 있습니다. 2차 전지인 리튬이온 배터리는 전기 차의 핵심 에너지원으로, 배터리 분리막 소재로 이용되고 있는 PE는 한화솔루션이 생산하고 있는 주요 제품이기도 합니다. 첨단 휴대용 전자기기와 전기차 배터리의 기초 원료로 활용되어 편리한 생활과 탈탄소를 위한 친환경 에너지원으로 기여하고 있는 PE의 활약을 계속 지켜봐 주세요! 한화솔루션 블로거

유명한 힙합 가수 다이나믹듀오의 ‘기름과 물처럼 우린 섞일 수 없는 운명’이라는 노래처럼 기름과 물은 서로 섞이지 않는다는 사실을 모두 경험적으로 알고 있을 것입니다. 서로 섞일 수 없는 기름과 물의 운명을 바꿀 수 없는 것일까요? 운명은 정해지는 것이 아니라, 스스로 만들어가는 것이라는 말이 있는 것처럼요! 화학은 기름과 물의 운명을 바꿔줄 수 있는 ‘계면활성제’라는 물질을 발견하게 되었고, 실제로 이는 알게 모르게 우리 생활에 매우 밀접하게 존재하고 있습니다! 바로 그 계면활성제에 대해 알아보는 시간을 마련해보았습니다. ◆알고 싶다! 계면활성제(Surfactant) 먼저 계면활성제가 무엇인지 알아보겠습니다. 위의 그림에서 볼 수 있는 것처럼 계면활성제는 왼쪽의 기다란 소수성 부분과 오른쪽의 친수성 부분, 이렇게 두개의 영역으로 나눠볼 수 있습니다. 물을 싫어하는 성질인 소수성을 다르게 표현한다면 친유성, 즉 기름을 좋아하는 성질이라고 할 수 있습니다. 또한 친수성이란 소수성의 반대되는 개념으로써 ‘물을 좋아한다’ 또는 ‘기름을 싫어한다’고 할 수 있습니다. 이와 같이 계면활성제에는 물을 좋아하는 부분과 기름을 좋아하는 부분이 동시 존재하기 때문에 기름에는 소수성 부분이, 물에는 친수성 부분이 결합해 결국에는 기름과 물의 경계가 모호해지고 서로 섞이게 되는 결과를 가져오게 되는 것입니다. ◆실생활에서 볼 수 있는 계면활성제의 활용 1. 세수 후 스킨로션을 바르면 당기는 느낌이 사라진다! 세수 후 흔히 피부가 땅기는 듯한 느낌이 들게 됩니다. 그런 느낌은 스킨로션을 바름과 동시에 사라지는데요. 클렌징폼이나 비누로 세수한 뒤에는 얼굴 표면에 계면(interface)이 생기게 됩니다. 따라서 피부가 땅기는 느낌을 받는 이유도 바로 이 계면 때문이라고 할 수 있습니다. 스킨로션이 계면활성제로써 그 계면을 풀어주는 역할을 함과 동시에 피부가 땅기는 느낌도 사라지게 해주는 것입니다. 2. 찌든 때에 소주를 묻혀 닦으면 잘 닦인다! 닦아도 닦아도 수세미만 더러워지고 닦이는 것 같지 않은 기름때! 어떻게 해결해야 할지 막막해하는 어머니들이나 자취생 여러분이 많을 것으로 보입니다. 주방 청소에서도 화학지식을 알고 있다면 수월하게 할 수 있는데요. 음식 조리 중 조금씩 생기는 기름때는 먹다 남은 소주를 이용하면 간단하게 청소할 수 있습니다. 때의 기름 성분이 표면이나 벽에 달라붙어 잘 떼어지지 않죠. 소주에 함유된 계면활성제의 소수성 부분과 때가 결합하면 떼는 과정을 수월하게 도와줍니다. 앞으로 집안 곳곳의 기름때 또는 찌든 때는 소주로 해결하기 바랍니다. 3. 음식도 알고 먹어야 더 맛있다! 기름지고 자극적인 맛을 자랑하는 중국 음식을 먹을 때 간장 소스에 고춧가루를 뿌려서 드시는 이들이 많으실 텐데요. 중국 음식의 기름지고 느끼함 탓에 그 맛을 중화시키기 위해 고춧가루 매콤함의 힘을 빌리는 것입니다. 직접 해본 이들을 알겠지만, 간장 위에 고춧가루가 둥둥 떠다닐 뿐 섞이는 것 같지 않다는 생각이 볼 때마다 들곤 합니다. 옆에 있는 고량주 한방울을 간장 소스에 떨어뜨린다면 어떻게 될까요? 고춧가루의 기름 성분과 간장 소스 물 성분의 계면이 사라지면서 어느새 고춧가루가 소스에 녹아버리는 놀라운 화학의 힘을 느낄 수 있을 것입니다. 그 외에도 여러 음식을 조리할 때 와인 같은 술이 첨가되는 이유가 바로 고춧가루가 간장 소스에 녹아버리는 현상과 같습니다. 음식도 이런 계면활성제의 힘을 알고 먹는 사람이 더 맛있고 즐겁게 먹을 수 있겠죠! 앞서 보여준 것과 같이 계면활성제는 생소한 이름과 달리 우리 생활에 아주 밀접하게 녹아 들어와 있으며, 그것이 없는 생활은 매우 불편할 것이라고 예상됩니다. 이제는 기름과 물이 섞일 수 없는 운명이 아닌 섞일 수 있는 운명이 될 수도 있다는 사실, 이해됐나요? 계면활성제에 대한 연구는 꾸준히 진행 중이며 촉망받는 연구 주제로 부상하고 있습니다. 간단하게는 손 씻을 때 사용하는 비누부터 전문적으로는 계면활성제를 이용한 고분자 코팅 기술까지 그 연구의 깊이가 무한한데요. 앞으로 계면활성제를 활용한 다양한 연구가 성공하여 우리의 삶에 더 많이 녹아 들어왔으면 좋겠습니다. 한화솔루션 블로거