대체 에너지 DME (dimethyl ether)

소개

DME(dimethyl ether)는 천연가스로부터 출발하여 얻어지는 화합물로서 디메틸 설페이트, 고가의 산소결합 화합물등의 중요한 화학제품을 제조하는데 중간체로 사용되어 왔으나 최근의 DME의 환경친화적 성질로 인하여 오존층 파괴의 주범인 CFC를 대체하여 헤어스프레이, 면도크림 등의 에어로졸 분사제로서 사용되고 있다. 지금까지 DME의 사용량은 그리 대단한 것은 아니었으나 최근에 DME가 디젤엔진의 대체 청정연료로 사용이 가능하다는 것이 알려지면서 가까운 미래에 DME가 청정 연료로서의 대량 활용될 것으로 예측되고 있다.
DME의 초청정 디젤 대체에너지로서의 적합성에 대한 실험결과로 ①천연가스로부터 액체연료로의 전환 시 공정단계수와 공정격렬성 감소, ②전체적인 열효율의 향상, ③환경친화성, ④배기가스의 초청정성 등의 장점이 있다. 그리고 DME의 이런 장점으로 대표적으로 디젤을 대체하여 많이 이용되고 있으며 다양한 화학 공업 원료, 에너지 개발, LPG와 케로젠의 대체연료, 냉매 대체물 등에 이용되고 있다.
DME 사업은 세계적으로 아직 초기단계에 있지만 일본이나 유럽의 선진국은 DME를 이용하는 자동차나 엔진을 개발하여 사용하고 있으며 우리나라는 한국가스공사나 LG, SK등의 곳에서 DME 개발을 활발히 진행 중이다.
가까운 미래에 각광받을 대체에너지 DME는 충분히 개발가치가 있으며 이를 위해서는 적극적인 투자와 연구를 해야한다, 그리고 DME의 단점을 보완하여 환경을 보존하고, 곧 고갈될 화석연료를 대체하여야 한다.

목차

1. 대체에너지 DME의 필요성
①기존화석연료에 의한 환경오염
②화석연료의 고갈

2. DME의 특성
①일반적 특성
②물리적 특성
③연료로서의 특성

3. DME 의 합성반응
①직접적 방법
②간접적 방법

4.DME의 활용현황
①경유대체 수송에너지
②LPG와 케로젠의 대체연료
③다양한 화학 공업 원료
④냉매대체제

5. DME 실용화 과제와 전망
①과제
②전망

본문내용

21세기는 환경 친화적인 에너지만이 세계 환경 규제 속에서 살아남을 수 있다고 한다. 이러한 세계적인 추세에 맞추어 여러 나라에서는 신 연료 에너지 기술 개발에 관한 중·장기적인 계획을 세워 추진하고 있을 뿐 아니라 단기적으로 추구할 수 있는 시스템 기술 향상, 배출 가스 제어기술 향상, 청정에너지 변환 등 환경 친화적인 분위기를 꾀하려 노력을 하고 있다.
아시아지역뿐만 아니라 미국 등 전 세계 대부분의 대도시에서 대기오염이 매우 심해지고, 많은 도시의 대기 중 오존과 먼지의 수준이 그 나라의 대기환경기준을 크게 초과하고 있다. 대기 중 오존과 먼지는 본질적으로 모든 연소설비로부터 배출되는 것이지만, 그 중에도 매연과 오존의 전구물질인 NOx의 큰 배출원으로 트럭과 버스의 디젤엔진을 들 수 있다. 따라서 세계 각국에서 트럭과 버스의 오염물질 배출을 저감하기 위한 규제가 시행 또는 제안되고 있다. U.S. Federal and State Implementation Plans(미연방과 주의 실시계획)에는 NOx 배출한계를 1.5 내지 2.0g/bhp-h로 하고 있다. 캘리포니아주에서는 이미 중소형 자동차에 대하여 1998년부터 초저배출자동차(ULEV-Ultra Low Emission Vehicle)규제가 시행되고 있다. 이 규제는 NOx와 탄화수소의 배출량을 2.5g/bhp-h, 매연을 0.05g/bhp-h 이하로억제하는 것이다. 아울러 포름알데히드(HCHO)의 배출은 0.025g/bhp-h CO의 배출은 7.2g/bhp-h 이하로 규제하고 있다. 이러한 규제를 만족시키려면 경유 대신 더 깨끗한 연료의 사용과 천연가스나 바이오매스로부터 값싸게 대량으로 깨끗한 대체연료를 생산하는 프로세스가 필요하다. 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 이용하여 디메틸 에테르(Dimethyl Ether, 이하 DME)로 전환하는 기술은 21세기 신 대체 연료 에너지 개발로서의 가능성이 가장 높은 것으로 평가되고 있다.

참고자료

· 1.디젤엔진의 차세대 대체연료로서의 디메틸에테르
· 이 영 재
· 한국에너지기술연구원 수송에너지연구팀장
· 2.한국의 DME 공정 및 촉매 개발
· 백영순, 황진수*, 장종산*, 박상언*
· 한국가스공사 연구개발원, *한국화학연구원 화학기술부
· 3.한국의 DME 공정 및 촉매 개발
· 백영순, 황진수*, 장종산*, 박상언*
· 한국가스공사 연구개발원, *한국화학연구원 화학기술부
· 4.깨끗한 새로운 연료 DME
· 2003. 12. 10.
· 김재설(한국과학기술정보연구원 전문연구위원)
· 5.DME 합성을 위한 액상 공정의 조업 난수 해석
· 2000
· 최정운(고려대학교 화학공학과 대학원)
· 6.디젤대체연료로서의 디메틸에테르 연구현황과 전망
· 김종원 이영재
· 7. DME 및 DME 혼합연료의 DI 디젤엔진 성능 및 배기가스 특성
· 표영덕, 김강출, 고창조, 권오석, 이영재
· 한국에너지기술연구원 수송에너지연구팀
· 8.DME 직접 합성 반응의 평형 계산 ( Calculation of thermodynamic equilibrium of dimethyl ether ( DME ) synthesis from syngas )
· 김종원,이상호,심규성,최정운,김정덕,최호석
· 한국에너지공학회1999(학술발표회 제2권, 237-240쪽)
· 9.http://www.greencarcongress.com/dme/
· 10.http://www.aboutdme.org/