플라스마(plasma)는 고체나 액체, 기체도 아닌 ‘제4의 물질’로 불립니다. 조금은 생소하고 개념 자체가 어렵게 느껴지지만 우주를 구성하는 물질의 99%가 플라스마 상태로 되어 있으며, 건물 네온사인과 형광등 등 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있습니다. 핵융합 에너지를 만들고 현재 우리가 사용하고 있는 대부분의 IT(정보기술) 제품에 없어서는 안 될 반도체를 제조하는데 쓰이며, 최근에는 우리 건강을 위협하는 미세먼지와 세균, 바이러스 등을 제거하는 기술로도 플라스마는 발전하고 있습니다. 오늘은 플라스마가 어떤 물질이고, 어떻게 미세먼지를 제거할 수 있는지 알아보겠습니다. ◆제4의 물질 플라스마(plasma)의 발견 19세기 중후반 무렵 과학자들은 유리 진공관에 직류전압을 공급하면 빛이 발생하는데, 이때 빛을 방출하며 움직이는 기체가 기존 알려진 기체와는 다르다는 것을 발견합니다. ‘기체를 넘어선 기체’라고 불리던 이 물질은 1928년 미국의 화학자 어빙 랭뮤어(Irving Langumuir)에 의해 플라스마라고 불립니다. 랭뮤어는 플라스마를 ‘기체 중 이온과 전자가 동일하게 고밀도로 공유하는 상태’, 즉 ‘이온화된 상태의 기체(ionized gases)’라고 정의했습니다. ◆플라스마의 특성 플라스마는 고온이기 때문에 입자의 운동 에너지가 매우 크고, 전도성이 높아 전기가 잘 통합니다. 또한 화학적으로 활성화시켜 반응성을 높일 수 있으며, 빛을 발하기 때문에 네온사인 등의 광원으로도 이용할 수 있습니다. 이렇게 다양한 물리·화학적 특성으로 특정 화학물질을 생산하거나, 표면에 특정한 기능을 부여하는 처리, 그리고 미세먼지 저감 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. ◆플라스마 응용기술 플라스마는 우리 생활에서 크게 에너지, 첨단소자 제조, 환경 분야에서 활약하고 있다고 요약할 수 있습니다. 먼저 초고밀도, 초고온 플라스마를 형성해 핵융합 반응을 일으켜 에너지에 활용되고 있으며, 플라스마의 화학 반응성을 이용해 고도로 집적된 반도체나 디스플레이를 제조합니다. 반도체를 기반으로 한 컴퓨터와 인터넷, 스마트폰 등의 IT 발전 이면에는 바로 플라스마 기술이 숨겨져 있었습니다. 최근에는 자동차 배기 가스를 처리해 미세먼지를 낮추는 등 지구환경을 지키기 위한 친환경 물질로 주목받고 있습니다. ◆플라스마의 자동차 미세먼지 저감기술 환경오염의 주범으로 손꼽히는 디젤 자동차의 미세먼지를 줄이기 위해 전 세계적으로 연구가 지속되고 있는 가운데, 최근 플라스마를 이용한 저감 기술이 등장해 주목받고 있습니다. 2017년 한국화학연구원은 미세먼지 제거를 위한 과학기술 포럼에서 전기 집진기 원리를 이용해 미세먼지를 제거하는 방안을 제안했습니다. 전기 집진기는 플라스마에 의해 하전입자를 발생시켜 미세먼지에 달라붙게 한 뒤 전극을 걸어주면 미세먼지가 포집되는 원리입니다. 또한 한국기계연구원은 군 특수차량의 미세먼지 원인이 되는 매연과 질소 산화물을 낮추는 플라스마 버너 기술을 공개한 바 있는데요. 차량 엔진은 고온, 일정시간 이상 주행 등 연소조건이 안정적일수록 배출하는 오염물질이 줄어드는데, 이 기술은 배기 가스와 같은 낮은 산소 농도, 급격한 유량 변화 등의 조건에서도 고온의 화염을 안정적으로 유지시켜 오염물질 배출을 낮춥니다. ◆플라스마 공기살균 기술 신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19)으로 살균에 대한 중요성이 높은 요즘 플라스마 기술을 이용해 공기 중 세균과 바이러스를 제거하는 연구와 상품들이 등장하고 있습니다. 한국생산기술연구원에 따르면 플라스마는 0.03 ppm 미만의 오존을 형성하여 인체에 무해하고, 대기압 플라스마에서 발생하는 활성종에 의해 공기 중 부유세균을 99.8% 제거할 수 있다고 합니다(한국산업기술시험원 인증), 또한 공기 청정기에 적용하면 필터 교체주기가 연장되고, 여과가 어려운 0.3 um(마이크로미터·1um=100만분의 1m) 이하 크기의 박테리아까지 제거할 수 있어 공기에 의한 감염 및 질병을 예방할 수 있다고 생산기술연구원은 전했습니다. 우리 생활에 꼭 필요한 에너지를 공급하고, 편리함을 제공해주는 첨단 IT 제품의 생산을 보장하는 한편 안전하고 건강한 공기까지 만들어 주는 플라스마는 미래 신산업으로 주목받으며 농업과 산업, 환경 등 다양한 분야에서 활약할 것으로 기대되고 있습니다. 한화솔루션 블로거

친환경 재생 에너지로 각광받고 있는 태양광은 탄소를 배출하지 않아 지속 가능한 자원으로 손꼽히고 있습니다. 언제 어디서든 무한한 자연 에너지인 태양. 이를 통해 에너지를 만들어 내는 태양광은 이제 아파트나 공공장소, 그리고 우리의 옷과 모자, 가방 등 생활용품 등에도 자리 잡고 있는데요. 우리의 일상 속에 파고든 태양광 에너지 제품들은 어떤 것들이 있는지 살펴보겠습니다. ◆친환경 패션의 완성 태양광 모자 야외 활동의 필수품이자 패션 소품으로 착용하는 모자가 휴대폰을 충전해준다면? 솔솔(SOLSOL) 스냅백(사진)은 챙 부분에 태양광 패널이 부착돼 있습니다. 햇빛을 가려주는 역할에 휴대전화 충전기 기능이 추가된 것입니다. 특히 모자(사진) 디자인과 절묘하게 어우러져 태양광 패널이라는 점이 잘 부각되지 않을 만큼 자연스럽고, 색상도 다양해 까다로운 패션피플의 마음까지 사로잡았습니다. 밖에서 휴대폰 배터리가 얼마 남지 않았을 때 모자 뒤쪽에 충전 USB를 연결하여 언제 어디서든 손쉽게 충전할 수 있습니다. ◆전기를 공급하는 태양광 블라인드 블라인드는 창문 밖에서 들어오는 강렬한 햇살을 막아 건물 안을 시원하게 유지해주면서 외부로부터 사생활을 보호할 수 있는 수단으로 사무실과 아파트 등에 많이 설치되고 있습니다. 블라인드가 동시에 태양광 패널까지 된다면 정말 멋지겠죠? SolarGaps의 블라인드(사진)는 태양광 전지판으로 구성되어 창문에 설치만 해도 집안에 전기를 공급해줍니다. 태양광을 전기로 변환시키는 인버터를 통해 그리드에 연결되어 전기를 공급할 수 있는데요. 스마트폰 애플리케이션을 통해 블라인드를 열거나 닫는 등 컨트롤도 할 수 있습니다. ◆새로운 도시 명물 태양광 벤치 공원이나 버스 정류장 등 주로 야외에 설치돼 태양광 패널을 달아 누구나 손쉽게 충전 등을 즐길 수 있는 벤치! 태양광 벤치(사진)는 2016년 크로아티아 벤처 기업이 개발한 친환경 스마트 제품이었습니다. 해안도시 솔린에 위치한 이 스타트업은 벤치 온도조절뿐만 아니라 핸드폰 충전, 무선 인터넷 등 다양한 기능을 제공하여 주목받았습니다. 지금 우리나라에도 주요 관광지 및 공원, 도심 곳곳에 태양광 모듈이 장착된 벤치(사진)들이 설치되고 있습니다. 낮 시간 동안 태양광 발전을 통해 전력을 얻어 야간에 LED(발광다이오드)를 밝혀 경관 조명 역할뿐만 아니라 스마트폰 유·무선 충전까지 해줍니다. 특히 관광지에서는 포토존 역할까지 톡톡히 해내고 있어 ‘스마트 벤치’는 더욱 늘어날 것으로 보입니다. ◆케냐에 빛을 밝힌 태양광 백팩 태양광 패널이 장착되어 야외 활동 시에도 편리하게 휴대기기를 충전할 수 있는 것으로 잘 알려진 가방(사진)은 아웃도어를 즐기는 이들과 대학생들 사이에서 관심 높은 제품입니다. 단순히 야외활동 시 충전이 편리하다고 알려진 태양광 가방이 아프리카의 어린이들에게 밝을 빛을 제공해주는 역할도 해줄 수 있다고 합니다. 여성 사업가 살리마 비스람은 케냐의 어린이들이 뜨거운 태양 아래 몇시간씩 가방을 메고 등·하교를 하는 데서 착안해 아이들 가방에 태양광 패널을 달아 충전을 해서 LED 램프를 연결하면 좋겠다는 아이디어를 떠올렸습니다. 이를 개발해 실제 3~4시간 가방을 메고 야외 활동을 하면 LED 램프를 8시간 정도 쓸 수 있게 되었습니다. 이 가방은 ‘옥스포드 아프리카 이노베이션 어워드’에서 최고 혁신상을 받기도 했습니다. 태양광 제품은 이렇게 우리에게 편리함을 제공하기도 하지만 빛이 부족한 아프리카 아이들에게 희망을 제공하기도 합니다. 한화솔루션은 태양광과 수소 등 자연과 인간을 생각한 친환경 재생 에너지 시스템을 구축하고 있습니다. 지속가능한 미래를 위해 노력하는 한화솔루션에 많은 응원 보내주시길 바랍니다. 한화솔루션 블로거

세계적으로 지구 온난화에 관심을 가지고 탄소 배출을 줄이기 위한 노력을 기울이고 있습니다. 이에 따라 자동차를 만들 때 사용되는 재료와 관련해서도 친환경 소재로 관심이 모이고 있습니다. 자동차는 성능을 향상시킨 섬유강화 플라스틱이 쓰이고 있는데요. 섬유강화 플라스틱은 대부분 유리섬유나 합성섬유, 탄소섬유로 만들어집니다. 이에 친환경 소재인 천연섬유를 적용한 바이오복합재료가 연구·개발(R&D)되고 있습니다. 오늘은 바이오복합재료가 무엇이고, 환경에는 어떤 영향을 미치는지 알아보겠습니다. ◆바이오복합재료란? 바이오복합재료(NFRP·Natural Fibre-Reinforced Polymer Composites)는 보강재로 천연섬유를 이용하고 매트릭스 수지로는 생분해성 고분자 또는 비생분해성 고분자 수지로 구성됩니다. 환경에 대한 규제와 사회적 관심이 높아지면서 2000년대 초부터 미국과 유럽, 일본 등에서 관심을 가지고 연구·개발되기 시작했습니다. 주로 천연섬유로 구성되는 NFRP는 자동차 부품의 친환경화, 경량화와 함께 더 큰 활성화를 맞고 있으며, 현재 자동차를 중심으로 전자부품과 건축 내장용, 포장 소재 등으로 확대되고 있습니다. ◆천연섬유 종류 천연섬유 종류는 많지만 NFRP 보강재로는 그 중에서도 생산량이 많아 공급이 안정적이고, 가격 및 공정성 등도 고려되어야 합니다. 대표적으로는 대기 중 이산화탄소 저감 효과가 가장 크다고 알려진 케나프(kenaf) 즉 양마를 비롯하여 황마(jute)와 아마(flax), 대마(hemp), 저마(ramie) 등 식물의 줄기로부터 얻는 섬유가 있습니다. 또한 선인장과 파인애플 잎, 바나나, 야자나무 씨와 열매로부터 얻어지는 코이어(coir) 섬유, 케이폭(kapok·판자과의 낙엽 교목) 섬유, 대나무 섬유 등이 있습니다. 양모나 누에 실크와 같은 동물성 섬유는 상대적으로 가격이 비싼 탓에 식물성 천연섬유가 주로 활용되고 있습니다. ◆천연섬유 특징 식물성 천연섬유는 유리섬유 대비 약 1/3 이상 가격이 저렴하고 자연에서 완전히 생분해될 수 있는 특징을 지니고 있는데요. 이 때문에 자동차의 친환경 경량화와 함께 제조비용을 낮출 수 있다는 장점이 있습니다. 천연섬유는 생산 과정에서 대기 중에 존재하는 많은 양의 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하는 소재입니다. 앞에서 언급한 케나프 섬유는 1헥타르 면적으로 재배한 주기 동안 30-40t의 이산화탄소를 흡수합니다. 유리섬유나 합성섬유와 달리 재활용할 수 있고, 소각 시에도 이산화탄소 농도를 높이지 않아 지구 온난화를 막는 친환경 소재입니다. ◆천연섬유의 단점 천연섬유는 복합재료로서 많은 장점을 지니고 있지만 실제 제품에 적용했을 때 문제점으로 작용할 수 있는 부분이 있는데요. 먼저 물과 친한 성질 즉 친수성 탓에 고분자 수지와 천연섬유 사이의 접착력이 좋지 않아 천연섬유의 표면 개선이 필요합니다. 또한 천연섬유는 약 200도 이상의 성형온도에 민감하므로, 열적 안정성 확보를 위한 연구가 필요합니다. 2009년 영국 워익대(Warwick Univerwity) 연구팀은 재활용 플라스틱병과 탄소섬유, 아마, 당근을 기반으로 한 NFRP로 만든 경주용 ‘F3’ 자동차를 선보였습니다. 당근과 뿌리 채소로 만든 특수 스티어링 휠, 아마 섬유와 대두콩 오일로 만든 의자, 식물유를 기반으로 한 윤활제, 초콜릿과 채소기름으로 만든 바이오 오일로 주행할 수 있는 바이오 디젤 엔진 등 주요 부품을 만들어 친환경 NFRP의 가능성을 보여준 바 있습니다. 지구 온난화와 플라스틱 쓰레기에 대한 문제로 친환경적인 새로운 플라스틱 소재에 대한 R&D는 지속적으로 이뤄지고 있습니다. 한화솔루션도 바이오 베이스 합성 폴리머(중합체) 연구를 통해 자동차뿐만 아니라 전자제품 소재, 포장재 등으로 사용할 수 있는 엔지니어링 플라스틱을 개발하고 있습니다. 생산부터 분해까지 환경을 생각한 소재 연구를 위해 노력하는 한화솔루션에 많은 관심 부탁합니다. 한화솔루션 블로거

헷갈리는 플라스틱 용어 ①편에서 폴리에틸렌(PE)에 대해 소개했는데요. 그때 잠시 LDPE에 대해 언급했었습니다. LDPE는 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene)이라 합니다. 우리가 흔히 사용하는 비닐 봉지는 영어로 플라스틱 백(Plastic Bag)이라고 하는데요. 바로 비닐도 플라스틱이기 때문입니다. 바로 플라스틱 백, 즉 비닐은 주로 LDPE로 만들어집니다. 오늘은 LDPE가 어떤 소재이며, 우리 생활에서 어떻게 사용되고 있는지 알아보겠습니다. ◆LDPE는 어떻게 만들어질까? PE는 에틸렌 단량체를 중합하여 제조하는데요. 제조 방법에 따라 고압법 PE와 중저압 PE로 나눌 수 있습니다. 고압과 고온 하에서 만들어지는 것이 바로 LDPE인데요. 정제한 에틸렌 가스에 소량의 산소나 과산화물을 첨가한 뒤 2000기압의 고압과 200도 정도로 가열하면 밀도가 0.915~0.925의 LDPE가 만들어집니다. 이렇게 고압으로 만들어지기 때문에 고압 PE라고도 합니다. ◆부드러운 연질 폴리에틸렌 플라스틱 하면 떠오르는 특성은 바로 가볍지만 단단하다는 것입니다. 하지만 LDPE는 밀도가 낮아 부드러우면서도 말캉말캉한 성질을 지니고 있습니다. 이 때문에 성형성과 가공성, 유연성이 뛰어나다는 것이 장점인데요. 이러한 특성을 살려 우리의 일상생활에서 주로 비닐과 필름류, 코팅제, 전선, 케이블, 발포 등에 이용되고 있습니다. ◆신선도를 지키는 식품포장의 비밀 음료수 병뚜껑을 열면 ‘치이익’ 하는 소리가 들리는데요. 이 소리는 그동안 병이 잘 밀봉되어 있다는 증거이기도 합니다. 뚜껑 안쪽을 들여다보면 불투명한 흰색의 띠가 밀착되어 있는데요. 병뚜껑 라이너라 불리는 이 띠는 LDPE로 만들어집니다. LDPE는 산소 이동을 막아 공기를 완전히 차단하는 밀폐력을 지니고 있는데요. 이 때문에 음료수와 맥주 등의 신선도를 지켜주는 역할을 합니다. ◆식품과 닿아도 안전한 무색·무취·무독성 우리가 음식을 만지고 보관할 때 주로 쓰는 위생 장갑과 비닐, 지퍼백, 랩 등은 모두 LDPE로 만들어져 있습니다. 무색과 무취, 무독성의 특징을 지니고 있으며 내화학성이 우수해 식품과 직접 닿아도 안전한 소재이기 때문입니다. 또한 방수와 방습이 우수하고 내한성이 뛰어나 냉동식품 포장에 적합합니다. 하지만 열에는 약하기 때문에 전자 레인지에서는 활용하면 안 됩니다. ◆생활 속 LDPE 제품들 LDPE는 위에서 언급한 것 외에도 우리 생활에서 다양하게 사용되고 있는데요. 말캉한 튜브타입의 화장품 용기나 약병, 케첩 등의 소스 병, 세탁실의 빨래바구니, 그리고 최근 겨울철 방한제품으로 각광받고 있는 뽁뽁이 등이 LDPE 소재입니다. 또한 우유 팩이나 종이 컵 안쪽에 코팅되어 물이 새지 않도록 하는 역할을 하며, 전기 절연성이 우수해 절연체 및 전선 피복재료로 쓰입니다. 이렇게 우리 생활에서 다양하게 활약하고 있는 LDPE는 바로 한화솔루션의 주요 생산 제품인데요. 한화솔루션은 1972년 국내 최초로 LDPE를 생산한 뒤 국내 최대 설비를 보유하고 차별화된 품질과 안정적인 공급능력을 바탕으로 플라스틱 산업 발전에 기여하고 있습니다. 이제 비닐 제품을 사용하고 음료수를 먹을 때마다 한화솔루션도 함께 기억해주세요. 한화솔루션 블로거

전기를 만들어 내는 친환경 미래 에너지 솔루션으로 태양광 다음 떠오른 것이 바로 수소입니다. 수소는 공해물질을 발생시키지 않는 청정 에너지이자, 지구 어디든 존재하는 무궁무진한 자원이기도 합니다. 특히 수소는 질량 1g당 발열량이 석유보다 3배 이상 높은 효율적인 에너지인데요. 이와 같은 장점 때문에 수소가 미래의 주요 에너지원이 될 것이라고 많은 전문가는 예측하고 있습니다. 머지않아 우리 생활에 없어서는 안 될 중요한 요소가 될 수소 에너지를 좀 더 효율적이고 저렴하게 생산하기 위해 많은 연구가 이뤄지고 있는데요. 만드는 방식에 따라 현재 석유화학 공정에서 부산물로 생기는 부생 수소, 천연 가스에서 직접 추출하는 추출 수소, 물을 전기분해해 얻는 수전해 수소 기술 등이 있습니다. 이 외에도 적은 비용으로 효율적으로 수소를 만들어 내기 위하여 다양한 연구가 이뤄지고 있는데요. 오늘은 수소를 만드는 방법 중에서도 최근 주목받고 있는 기술에 대해 알아보도록 하겠습니다. ◆암모니아에서 순도 99.99% 수소 생산 암모니아에서 고순도 수소를 대량으로 생산하는 기술도 개발됐는데요. 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면 암모니아는 수소보다 훨씬 높은 온도에서 액화시킬 수 있고, 액상 암모니아는 액체 수소보다 같은 부피로 1.5배가량 더 많은 양의 수소를 저장(수소 저장밀도 108kg-H₂/㎥)할 수 있다는데요. 하지만 암모니아에서 고순도의 수소를 추출하고 이를 연료전지와 연계해 전기를 생산하는 연구는 상대적으로 개발이 미흡했습니다. KIST 연구팀은 암모니아를 수소와 질소로 분해하는 촉매의 효율을 높이면서 저렴한 비용으로 생산할 수 있는 수소 분리막 소재를 개발했습니다. 수소 분리에 사용되는 공정(PSA)을 거치지 않아도 순도가 99.99% 이상으로 높아 바로 전력 생산에 이용할 수 있으며, 생산 속도는 기존 기술 대비 2배 이상 빨라졌습니다. ◆메탄가스를 수소와 흑연으로 전환 호주의 신재생 에너지 기업인 헤이저 그룹은 하수 처리장에 수소 생산시설을 짓고 있는데요. 바로 하수 처리장에서 나오는 메탄가스를 수소로 전환하기 위해서입니다. 기존 수소 생산방식인 화석연료와 전기를 사용하지 않고, 하수 처리장에서 나오는 바이오가스와 가격이 저렴한 철광석을 촉매로 사용해 수소를 생산하는데요. 부산물은 흑연으로 만들어져 환경 오염이 적다는 평가입니다. 이 시설은 2021년부터 가동된다고 합니다. ◆AI와 태양광으로 카본 프리 수소 생산 미국의 친환경 스타트업(신생 벤처)인 헬리오겐은 인공지능(AI)을 이용해 1000도 이상의 온도를 만들어 내는 태양광 발전 시스템을 개발했는데요. 이는 시멘트와 철강, 유리 등 높은 열을 필요로 하는 산업에서 화석연료를 대체하는 청정 에너지로 주목받고 있습니다. 또한 추가적인 기술 개선을 통해 1500도까지 도달할 수 있다고 밝혔는데요. 1500도에 도달하면 물로부터 수소 분자를 분리해 배출 가스 없는 수소 기반의 연료를 만들어낼 수 있습니다. 이와 같이 지구 온난화를 극복하는 데 새로운 솔루션이 될 수소 에너지 개발을 위해 다양한 기술이 개발되고 있는데요. 한화솔루션도 현재 소금물을 분해해 염소와 가성소다를 추출하는 기술을 바탕으로 오는 2023년을 목표로 물을 전기분해해 수소를 만드는 수전해 기술을 연구·개발(R&D)하고 있습니다. 또한 지난달 3일 강원도, 한국가스기술공사와 ‘강원도 수소산업 생태계 경쟁력 강화’를 위한 업무협약(MOU)을 맺었는데요. 강원도 대관령면에 연간 290t의 ‘그린 수소’를 생산할 수 있는 수전해 시설과 수소 충전소를 구축한다는 내용을 담고 있습니다. 태양광부터 수소까지 지속가능한 미래를 위한 신재생 에너지 개발을 위해 노력하는 한화솔루션에 많은 응원 주길 바랍니다. 한화솔루션 블로거

우리가 평소 요리할 때 사용하는 소금(사진)이 살균 소독제와 PVC(Polyvinyl chloride·폴리염화비닐) 제품을 만드는 원료라는 사실, 알고 있었나요? 소금물을 전기분해하면 염소와 가성소다가 만들어지는데, 바로 이 염소와 가성소다가 제지 및 식품가공, 섬유, 폐수처리, 석유화학 및 첨단소재 산업 등에 광범위하게 쓰입니다. 오늘은 우리 생활에서 어떤 제품들이 소금을 원료로 만들어졌는지 알아보도록 하겠습니다. ◆전기분해란? 전기분해는 화합물에 전압을 걸어 전기화학적으로 물질을 분해하는 것을 의미하는데요. 전해질 용액에 전극을 담그고 전류를 흘려주면 양이온은 음극 쪽으로, 음이온은 양극 쪽으로 이동하여 각각의 성분 물질로 나누어지는데, 이러한 현상을 전기 분해라고 합니다. ◆소금물에서 수소와 염소로! 소금물에는 나트륨 이온(Na+)과 염소 이온(Cl-), 그리고 물(H2O)에서 분리된 수소 이온(H+)과 수산화 이온(OH-)이 존재합니다. 소금물엔 담근 전극에 전류를 가하면 음극(-)에는 양(+)의 성질을 띠는 수소 이온(H+)이 끌려가 전자를 얻어 수소 기체(H2)가 생성되고, 양극(+)에는 음(-)의 성질을 띠는 염소 이온(Cl-)이 끌려가 전자를 잃고 염소 기체(Cl2)가 생성됩니다. 그리고 나트륨 이온(Na+)과 수산화 이온(OH-)이 만나 가성소다(NaOH)가 만들어집니다. 이렇게 만들어진 염소와 가성소다는 우리 생활에 꼭 필요한 제품들로 만들어지는데요. 어떤 제품이 있는지 살펴보겠습니다. ◆PVC 우리 주변에서 가장 많이 접하는 플라스틱 제품 중 하나가 바로 PVC인데요. 파이프부터 장화, 우비, 비치 백, 장판, 벽지, 인조가죽 등 생활용품부터 건축자재까지 다양한 분야에서 이용되고 있습니다. PVC의 원료 중 하나인 VCM(염화비닐·Vinyl Chloride Monomer)은 에틸렌을 소금물(염소)과 반응시켜 만드는데요. VCM과 프로필렌을 반응시키면 PVC가 만들어집니다. ◆락스 살균과 소독의 중요성이 더욱 강조되고 있는 요즘 살균제로 가정에서도 쉽게 활용되고 있는 제품이 있습니다. 바로 락스(사진)입니다. 락스는 차아염소산나트륨(NaOCl·Sodium Hypochlorite·HYPO)으로, 수산화나트륨 용액에 염소 가스를 흡수시켜 만듭니다. 여기서 수산화나트륨은 소금물을 전기분해하여 만들어집니다. ◆비누 매일 손과 얼굴을 씻을 때 사용하는 비누(사진)의 원료에도 바로 소금이 숨어 있는데요. 비누에 들어 있는 수산화나트륨(Sodium Hydroxide), 즉 가성소다(NaOH)입니다. 가성소다는 단백질을 분해하는 성질이 있어 때를 녹이고 피부의 기름 성분을 없애는 데 효과를 발휘합니다. 비누뿐만 아니라 가성소다가 들어 있는 세탁 세제, 샴푸에도 소금이 숨어 있습니다. 한화솔루션은 국내 최초로 CA(염소·가성소다)를 생산하기 시작했으며, 국내 시장 점유율 1위를 차지하고 있는데요. 최근 소금물을 분해해 염소와 가성소다를 추출하는 수전해 기술을 통해 신에너지인 수소를 물에서 직접 생산하는 친환경 기술을 연구·개발(R&D)하기 시작했습니다. 우리 생활을 편리하게 해주는 제품을 넘어, 환경을 생각한 신재생 에너지 생산까지 그 영역을 넓히고 있는 한화솔루션의 CA 기술에 많은 응원 보내주길 바랍니다. 한화솔루션 블로거

신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19)가 바꾼 우리의 일상 중 하나는 바로 배달음식 주문 증가입니다. 식당에 가지 않아도 편리하게 집에서 음식을 받아먹을 수 있기 때문에 많은 이들이 이용하고 있는데요. 하지만 그에 따라 버려지는 1회용 쓰레기의 양이 증가하면서 환경오염이 화두로 떠오르고 있습니다. 플라스틱 쓰레기를 줄이기 위해서는 소비 감량과 재활용, 매립, 소각 등의 방법이 있는데요. 최근 자연에서 썩는 생분해성 소재 사용이 플라스틱 쓰레기 해결 방안으로 대두하고 있습니다. 일반적으로 바이오 플라스틱이라 불리는 썩는 플라스틱에 대해 알아보도록 하겠습니다. ◆썩는 플라스틱 ‘바이오 플라스틱‘ 바이오 플라스틱은 바이오매스(biomass)와 같은 생물자원을 이용한 바이오 기반의 고분자입니다. 바이오 플라스틱은 원료, 분해 및 생산 방법에 따라 생분해 플라스틱, 산화생분해 플라스틱, 바이오 베이스 플라스틱 등으로 크게 나눌 수 있습니다. -생분해플라스틱: 자연에 노출됐을 때 박테리아와 조류, 곰팡이 등 생물에 의해 물과 이산화탄소로 분해됩니다. PLA(Poly Lactic acid)와 TPS(Thermoplastic starch·열가소성 녹말), PHA((Poly hydroxyl alkanoate), AP, CA(클로르알칼리) 등이 해당합니다. -산화생분해 플라스틱: 일반 합성수지에 바이오매스 및 생분해 촉진제를 첨가해 만든 플라스틱입니다. 열과 광, 미생물, 효소, 화학반응 등으로 생분해가 진행되며, 옥소 바이오(Oxo bio) PP(폴리프로필렌)와 옥소 바이오 PE(폴리에틸렌) 등이 해당합니다. -바이오 베이스 플라스틱: 바이오매스 함량이 5~25%입니다. 잘 썩지는 않지만 옥수수와 사탕수수, 나무 등 친환경 원료로 만들어져 이산화탄소 배출을 낮추는 플라스틱으로 바이오-PE, 바이오-PP, 바이오-PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 등이 해당합니다. ◆자연에서 완전 분해되는 생분해 플라스틱 위에서 설명한 바이오 플라스틱 중 100% 생물자원을 이용해 만들어 6개월 내 90% 이상 자연에서 분해되는 플라스틱이 바로 생분해 플라스틱입니다. 산화 생분해 플라스틱은 6개월 이내 60% 이상 분해되며, 바이오 베이스 플라스틱은 잘 되지 않습니다. 따라서 자연에서 완전히 썩는 생분해 플라스틱 개발을 위해 전 세계적으로 노력하고 있는데요. 최근 가장 활발하게 제품으로 개발 중인 대표적인 생분해 플라스틱 3가지에 대해 알아보도록 하겠습니다. -PLA 플라스틱 대표적인 생분해성 플라스틱으로 손꼽히는 것이 바로 PLA입니다. 옥수수를 원료로 만들어진 PLA 플라스틱은 폴리스티렌(PS), PE, PP와 유사한 성질을 지니고 있으면서 그 비용도 저렴하여 가장 많이 생산되고 있습니다. PLA는 열과 수분에 약하다는 단점을 지니고 있었는데요, 최근에는 높은 내열성과 우수한 내구성을 지닌 PLA가 개발되면서 식품 포장재나 식기류 외에도 건축자재나 의료용, 전자기기, 자동차 소재로도 연구·개발(R&D)되고 있습니다. -PHA 플라스틱 PHA는 PP와 유사한 성질을 지니고 있는 순수 미생물 기반의 생분해 플라스틱입니다. PHA는 미생물이 식물 유래 성분을 먹고 세포 안에 쌓아놓는 고분자 물질로, 특히 바다에서 100% 분해되는 플라스틱으로 해양 쓰레기를 줄이는 소재로 주목받고 있습니다. -PBS 플라스틱 PBS(Poly butylene succinate)는 지방족 폴리에스테르로, PLA에 비해 가격은 비싸지만 가공온도 200도까지 사용할 수 있으며 LDPE(Low Density Polyethylene·저밀도 폴리에틸렌)와 유사한 물성을 지니고 있습니다. 특히 유연성과 천연섬유 호환성, 내열성, 생분해성 등에서 PLA보다 장점을 지니고 있습니다. 자연과 공존해 살아가야 하는 우리에게 환경의 파괴를 최소화할 수 있는 소재 및 제품 개발은 필수입니다. 한화솔루션도 현재 독자기술을 통해 생분해성 PE 복합소재와 바다 속에서도 분해될 수 있는 폴리에스테르계 고분자 등을 연구·개발하고 있습니다. 지속가능한 미래를 위해 친환경 화학기술 개발에 더욱 노력하는 한화솔루션을 지켜봐 주기 바랍니다. 한화솔루션 블로거

타이어(사진)는 자동차의 승차감과 주행의 안정성을 결정하는 중요한 부품 중 하나인데요. 특히 브레이크를 밟을 때 타이어의 접지력은 제동 성능에 크게 영향을 미치는 요소입니다. 접지력은 타이어와 도로 노면의 밀착성을 뜻합니다. 겨울을 맞아 비가 오거나 눈이 내린 도로에서는 미끄러지기 쉬운 탓에 타이어는 더욱 중요하게 됩니다. 오늘은 겨울용 타이어에 대해 알아보려고 하는데요. 구조와 소재에 따라 타이어 기능이 어떻게 달라지는지 살펴보도록 하겠습니다. ◆접지력을 높이는 트레드 기술 타이어에서 노면과 접촉하는 ‘트레드’(사진)는 음각으로 새겨진 선들이 다양한 형태의 패턴을 띄고 있는데요. 이는 디자인을 위해서가 아니라 접지력 및 차종에 따른 기능 등이 고려된 기술적인 결과물입니다. 세로로 굵게 새겨진 선들은 젖은 도로 위를 달릴 때 물을 배출할 수 있도록 하고, 가로로 새겨진 얇은 선들은 자동차의 접지력을 높이는 역할을 합니다. 따라서 타이어의 기능은 트레드에 선들을 어떻게 새겨 넣느냐에 따라 달라진다고 할 수 있습니다. ◆겨울에 적합한 트레드 패턴 그렇다면 눈이 내려 도로가 얼어 있거나 젖어 있는 일이 잦은 겨울에는 어떤 패턴이 제대로 기능을 발휘할까요? 겨울철 차가 주행할 때 타이어가 눈을 누르면서 마찰력으로 수분이 발생하는데, 이 수분이 제대로 배출되지 못하면 미끄러지게 됩니다. 따라서 겨울용 타이어에는 세로로 굵게 새겨진 선들이 여름용보다 더 넓고 깊게 새겨져 있습니다. 또한 가로로 새겨진 얇은 선들은 더욱 촘촘히 새겨져 접지력을 더욱 높입니다. 만약 트레드를 확인하고 홈 깊이가 50% 이하로 마모되어 있다면 반드시 새로운 타이어로 교체해야 합니다. ◆겨울용 타이어에 들어가는 실리카 타이어(사진)는 다 고무로 되어 있다고 여길 텐데요. 하지만 타이어는 고무뿐만 아니라 철과 섬유 등으로 이뤄진 타이어 코드, 그리고 카본 블랙(흑색의 미소한 탄소 분말), 실리카, 프로세스 오일(배합 고무의 작업공정을 수월하게 하기 위해 첨가하는 광유), 노화 방지제, 가류제(보다 탄성이 있는 질긴 성질을 갖게 하기 위해 첨가), 첨가제 등 다양한 화학소재들로 구성돼 있습니다. 이들 소재는 하나하나 타이어의 내구성과 안전성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 특히 겨울용 타이어는 일반 제품보다 실리카 함량이 높은데요. 모래에서 추출한 실리카는 말랑말랑한 성질이 있어 추운 겨울 온도가 낮아져도 타이어가 유연한 상태를 유지할 수 있도록 해주어 접지력을 유지하게 해줍니다. 또한 실리카는 친수성 소재로, 젖어 있을 때 수막현상을 줄여주는 역할을 해 미끄러운 도로에서도 안전한 운행을 할 수 있도록 돕습니다. ◆고기능성 타이어 소재 폴리우레탄 타이어 기능을 높여주는 소재 중 하나로 폴리우레탄을 꼽을 수 있는데요. 타이어 내부에 부착해 주행 시 노면과의 충격에 의해 발생하는 소음을 흡수하는 역할을 합니다. 또 타이어의 핵심 보강재인 타이어 코드도 폴리우레탄 섬유가 적용되고 있습니다. 최근 전기차 보급에 따라 고기능성 폴리우레탄 타이어도 점점 늘어나고 있는데요. 폴리우레탄은 고무보다 하중 용량이 3~4배 이상 높으며, 내마모성 및 내충격성이 우수하다는 특성이 있습니다. 한화솔루션은 폴리우레탄을 만드는 데 필요한 원료인 TDI(톨루엔디이소시아네이트)를 생산하고 있습니다. 본격적인 겨울철을 맞아 철저한 자동차 안전점검을 통해 눈길과 빙판길에서도 안전운전 하길 바랍니다. 한화솔루션 블로거

헷갈리는 플라스틱 용어 세번째로 소개할 물질은 바로 ‘EVA’입니다. 앞서 소개한 폴리에틸렌이나 PVC(Polyvinyl chloride·폴리염화비닐) 만큼 널리 익숙하지 않지만, 사실 우리 생활에서 많이 사용되고 있는 물질이기도 합니다. 특히 투명성과 유연성, 접착성, 충격 강도가 우수한 소재로, 충격을 완화해주는 운동화 밑창부터 각종 포장재, 비닐, 태양전지 시트까지 다양하게 쓰이고 있습니다. ‘에바’라고 부르는 이들도 있지만, EVA라고 하는 것이 정확하답니다. 그럼 EVA는 어떤 소재이며, 우리 생활에서 어떻게 이용되고 있는지 알아보도록 하겠습니다. ◆EVA란? EVA(에틸렌초산비닐 공중합체·Ethylene-Vinyl Acetate copolymer)는 에틸렌(Ethylene)과 초산 비닐 아세테이트(Vinyl Acetate)가 결합한 물질로, 5㎜ 크기의 쌀알 모양 투명한 알갱이 형태로 이뤄져 있습니다. 폴리에틸렌 계열의 제품에 비해 유연성과 성형성, 보온성, 충격 흡수성이 우수하다는 특징을 지니고 있습니다. ◆고도의 기술이 필요한 고함량 EVA EVA는 VAM(Vinyl Acetate Monomer) 함량에 따라 성질이 달라지는데요. 함량이 40% 이상이면 고함량 EVA로 구분합니다. 함량이 많을수록 가격이 비싸고 높은 기술력을 필요로 하여 세계적으로도 일부 기업만 생산하고 있습니다. 국내에서는 한화솔루션이 국내 최초 독자기술로 EVA를 생산하고 있는데요, 고함량 EVA는 코팅이나 태양광 발전의 핵심인 태양전지 시트(사진) 제작에 들어가거나 핫멜트(접착제) 원료로 활용됩니다. 저함량 EVA는 투명성과 유연성 등이 우수해 신발용 소재, 필름 등에 사용됩니다. ◆‘폭신폭신’ 신발 밑창의 비밀 EVA를 가장 가까이에서 접할 수 있는 제품 중 하나는 바로 신발입니다. EVA는 스펀지보다 딱딱하고 탄성이 우수해 구겨지거나 구부러져도 원래 모양으로 빠르게 돌아오는 특징을 지니고 있습니다. 또한 외부 충격을 흡수하고, 접착성과 가공성이 우수해 신발 밑창(사진)으로 쓰이고 있습니다. ◆플라스틱 접착제 핫멜트 프라모델을 조립하거나 액세서리를 만들 때 꼭 필요한 아이템이 하나 있죠? 바로 ‘글루건’으로 잘 알려진 핫멜트 접착제(사진)입니다. 총처럼 생긴 글루건에 기다란 원통 모양의 고체를 넣고 전기로 열을 가하면 고체가 녹으면서 접착제가 됩니다. 투명하면서도 접착력이 좋고, 일반 본드보다 냄새가 없으며 인체에도 무해합니다. 또 빠른 접착으로 웬만한 가전·전제제품, 건축자재 및 포장재 등에 널리 이용되고 있습니다. EVA는 이 외에도 비닐하우스에 사용되는 농업용 필름(사진), 책이나 박스 포장재 등의 코팅 필름, 구명 보트나 조끼 튜브 등 물놀이 안전용품, 레인부츠와 아쿠아 슈즈, 요가 매트와 폼 롤러 등 다양한 분야에서 활약하고 있습니다. 한화솔루션은 1985년 국내 최초 EVA 생산시설을 설립하고, 독자기술로 개발·생산해왔는데요. 가공성과투명성, 접착력 등이 우수해 2009년과 2011년에 각각 코팅용 EVA와 태양전지 EVA가 당시 지식경제부로부터 ‘세계 일류상품’으로 선정되기도 했습니다. 앞으로도 한화솔루션은 편리하면서도 환경을 생각한 화학소재 개발을 위해 더욱 노력하겠습니다. 한화솔루션 블로거

지난달 우리나라는 오는 2050년까지 온실 가스의 실질적 배출량을 ‘제로’로 만들겠다는 ‘탄소 중립 선언’을 한 바 있는데요. 세계적으로는 2016년 발효된 파리 기후협정 이후 지난해 9월 기후정상회의에서 세계 65개 나라가 탄소 중립을 선언해 지금까지 70여개 국가가 참여했습니다. 지구 온난화로 인한 기후변화에 대응하기 위해 전 세계적으로 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 기술이 연구·개발(R&D)되고 있는데요. 최근에는 이산화탄소를 재활용하여 탄소 중립을 실현하는 기술도 개발되고 있어 주목받고 있습니다. ◆탄소 중립(carbon neutrality)이란? 탄소 중립은 기업이나 개인이 이산화탄소를 배출한 만큼 흡수하는 대책을 세워 실질적인 배출량을 ‘0’(zero·제로)로 만든다는 개념입니다. ‘탄소 제로’(carbon zero)’라고도 하며, 온실 가스 배출량을 계산하고 그만큼을 상쇄하기 위해 숲을 조성하거나 화석연료를 대체하는 재생 에너지에 투자하는 등의 방법 등이 있습니다. 또한 이산화탄소를 수집하여 새로운 자원으로 재활용하는 방법도 적극 적용되고 있습니다. ◆이산화탄소를 재활용한다? CCU 기술 현재 과학자들은 이산화탄소를 자원화하기 위한 기술인 CCU(Carbon Capture and Utilization), 즉 이산화탄소 포집 및 저장 기술을 개발하고 있습니다. 바로 이산화탄소를 포집해 저장한 뒤 다른 물질로 전환해 재활용하는 기술입니다. 이산화탄소를 새로운 자원으로 재사용하여 그 배출을 줄임으로써 친환경적이면서도 자원을 효율적으로 쓸 수 있다는 장점을 지니고 있습니다. ◆이산화탄소를 연료로 만드는 기술 이산화탄소는 화석연료를 태울 때 나오는 물질이지만, 바로 이를 이용해 연료를 만드는 기술이 있습니다. 바로 생물학적 고정방법과 인공 광합성을 이용한 기술인데요. 먼저 생물학적 고정이란 미세조류 등의 생물이 이산화탄소를 흡수하여 생장하도록 돕는 방식입니다. 이렇게 생장한 생물들은 바이오 디젤 등의 연료로 전환됩니다. 인공 광합성은 광촉매로 물을 분해해 얻은 수소를 이산화탄소와 반응시킨 뒤 메탄올 등의 물질로 합성하는 방법입니다. ◆이산화탄소로 만든 종이 종이를 만드는 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집한 뒤 탄산칼슘을 만들 수 있는데요. 탄산칼슘을 종이를 만드는 원료 중 하나입니다. 종이를 만들 때 배출된 이산화탄소를 다시 종이 제작에 재활용하는 기술입니다. 2018년 2월 강원에서 열린 평창 동계 올림픽 때 이산화탄소를 써 만든 친환경 A4 용지가 사용된 바 있는데요. ‘이산화탄소-복합 탄산염 광물-종이원료 반응 기술’로 만들어졌다고 합니다. 이 종이는 한국지질자원연구원이 개발한 기술에서 탄생했습니다. 이산화탄소를 이용해 친환경 고급 인쇄용지를 제조하는 탄소 광물화 기술의 결과물입니다. 우리나라는 2017년 기준으로 온실 가스 배출량에서 세계 7위라고 합니다. 한화솔루션도 기후변화에 대응하고 온실 가스를 감축하기 위해 다양한 친환경 기술을 연구·개발하고 있는데요. 플라스틱 폐기물을 열분해 한 뒤 석유화학 제품의 원재료인 나프타로 재활용하는 기술, 그리고 미생물을 활용해 이산화탄소 배출량을 줄여나가는 탄소 중립 기술을 각각 개발하고 있습니다. 앞으로도 지속가능한 미래를 위해 탄소 제로를 실현한다는 목표 아래 기술 개발을 위해 더욱 노력하겠습니다. 한화솔루션 블로거