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소재처리로 발전하는 메카노케미컬 프로세스

전문가 제언: □ 최근, 기계화학 현상을 동반하는 분쇄와 마찰에 의한 화학반응이 일어남에 따라 분쇄기를 반응기로 보는 관점이 생기고 있다.

○ 분쇄과정에서 발생하는 현상으로는 입자 크기의 변화, 크고 새로운 표면의 발생, 결정구조에서 변위와 결합의 발생, 다결정 물질에서의 상변화, 분해 및 이온교환 등의 화학반응 등이 있다.

□ 라디칼 플라넷 연구기구와 Fumio Saito 연구팀이 개발한 “Radical Planet 법”은 대규모의 설비가 필요 없고, 기동성이 있어 소량의 폐기물이 발생하는 지역으로의 이동하여 조작 할 수 있는 것이 최대 장점으로 생각된다.

○ 이 장치가 상용화되면 가열조작이 필요 없기 때문에 안정성 및 에너지 절약에서 상당히 기여할 것으로 예상되고 있으나 얼마나 대량처리를 할 수 있는가가 과제이다.

□ 우리나라의 경우를 보면, 근년에 와서 천연광물이나 유기물 및 무기물에 대해 기계화학 방식을 채용하여 가열조작을 하지 않고 물질을 분해하거나 합성하는 연구가 많이 보고되고 있다.

○ 최근, 부경대학교의 정수태 교수 등은 Al2O3와 La2O3-Al(OH)3 혼합물을 기계화학 방식으로 분쇄하여 페로브스카이트(perovskite)구조의 LaAlO3의 합성에 성공하였다.

○ 상유전체인 LaAlO3는 지금까지는 1,500~1,700℃의 높은 온도에서 고상반응으로 생성하였다. 그러나 정수태 교수 등은 기계화학 반응을 이용하여 어떠한 가열처리도 하지 않고, 분쇄 시 충격응력 및 전단응력과 같은 기계적 에너지를 이용하여 LaAlO3를 생성하였다.

□ 장래에는 분쇄기의 성능 개선과 함께 대량의 폐기물을 동시에 처리할 수 있는 장치의 개발이 필요하다.

저자: Fumio Saito
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