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메탄올 하이드레이트의 새로운 발견
- 가스 하이드레이트 생성 억제 물질인 메탄올의 새로운 역할 규명 -- 원유, 천연가스 수송에서 타이탄 등 태양계 천체 연구까지 다양한 분야에 파급효과 기대 -
원유, 천연가스 등을 심해에서 끌어올릴 때 고압, 저온 조건에서 발생하는 가스 하이드레이트 때문에 송유관이 막힐 수 있다. 이를 방지하기 위해 주입하는 메탄올을 주입하는데 오히려 메탄올 때문에 가스 하이드레이트가 더욱 잘 발생한다는 기존의 가설을 뒤집는 연구결과가 나왔다.
우리 학교 해양시스템공학전공 서유택 교수와 신규철 박사가 공동으로 대표적인 가스 하이드레이트 생성 억제제인 메탄올이 조건에 따라 하이드레이트 형성의 촉매 역할을 하는 메커니즘을 규명했다.
연구 결과는 세계적 학술지 ‘미국 국립과학원 회보(PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)’ 5월 21일자에 발표됐다.
가스 하이드레이트는 고압, 저온 조건에서 가스 분자가 물 분자와 결합해 얼음 형태로 존재하는 고체화합물로 원유와 천연가스의 이송 파이프라인 안에서 막히는 현상을 유발해 심각한 사고를 일으킬 수 있다.
이를 방지하기 위해 메탄올은 수송관 내 원유에 약 20~30% 만큼 주입해 가스 하이드레이트 생성을 억제하기 위해 사용된다.
연구팀은 원유를 생산할 때 메탄올에 사용되는 비용을 줄이기 위해 원유대비 메탄올의 주입 비율을 바꿔가며 가스 하이드레이트의 억제 효과를 알아보기 위해 저온 기상증착법 등 다양한 실험을 수행했다.
이번 연구는 메탄올이 가스 하이드레이트 형성을 억제한다는 기존의 연구결과를 기반으로 수행한 것이다. 그러나 메탄올이 메탄 등 다른 가스들과 함께 물과 결합해 가스 하이드레이트가 형성되는 것을 세계 최초로 밝혀냈다.
게다가 메탄올이 오히려 원유대비 5~20% 만큼 주입되면 가스 하이드레이트 형성 속도를 급격히 증가시켜 파이프 이송라인이 더욱 쉽게 막힐 수 있다는 사실도 함께 밝혀냈다.
실제로 2006년 멕시코 만에서 운영 중이던 유전에서는 메탄올 주입량이 20% 미만으로 떨어져 파이프라인이 막혔다. 수 일 동안 생산이 중단되어 회사는 수백만 달러 이상의 손실을 입었지만 과학적으로 원인을 밝혀내지는 못했다. 이렇게 원인이 밝혀지지 않았던 가스 하이드레이트 사고 사례에 대해서도 과학적으로 입증한 것으로 향후 산업계에 미치는 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다.
서유택 교수는 “이번 결과는 원유, 천연가스 등의 이송 과정에서 기존의 가설을 뒤집는 결과로 얼음, 메탄, 메탄올, 암모니아 등이 공존하는 태양계 천체들의 표면 성분을 밝히는 데도 응용될 수 있다”며 “다양한 분야에 미치는 파급효과가 클 것으로 예상돼 이에 대한 후속 연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 해양시스템공학전공 서유택 교수와 신규철 연구원이 캐나다 정부출연연구기관(National Research Council)과 공동으로 수행했다.
그림1. 단결정 X-선 회절 분석을 통해 밝힌 하이드레이트 얼음 격자 안의 메탄올 분자 (右)
그림2. 심해 파이프라인에서 발생한 하이드레이트 막힘 현상
2013.05.23 조회수 13509 -
BK21 정보기술사업단 김동현 박사, 美 퀄컴社에 스카우트
우리학교 전자전산학부 BK정보기술사업단 박사후연구원 김동현 박사(金東賢, 29세, 지도교수 김이섭)가 IT분야의 세계적 기업 퀄컴사에 스카웃됐다. “저비용 삼차원 그래픽스 레스터리제이션 알고리즘과 하드웨어 구현”이란 주제의 논문으로 2006년 8월 박사학위를 받은 김 박사는 12월 10일부터 퀄컴 샌디에고 본사에 선임 연구원으로 근무할 예정이다.
우리학교 학,석,박사 졸업 후 1년 동안 박사 후 연구원으로 근무했던 김 박사는 2005년 2월 미국 샌프란시스코에서 개최되었던 국제반도체회로학술대회에 “초당 13억 텍셀을 처리하는 3D 그래픽스 파이프라인을 가지는 가전기기용 시스템-온-칩”관한 논문을 발표하였고, 이에 퀄컴에서 관심을 가지고 김 박사를 영입하였다.
퀄컴사는 미국 100대기업으로 선정된 세계적 기업이며, 디지털 무선통신 서비스의 핵심인 CDMA(코드분할다중접속) 원천기술로 세계를 장악한 IT기업으로 우리나라에서 생산되는 휴대폰 판매의 5%의 로열티를 받고 있는 회사이다. 김 박사는 올해 미국 전문직 취업비자(H-1B)가 조기 마감되어 취업이 힘든 상황에서 학술적 경력을 인정받아 어느 한 분야에 뛰어난 외국인에게 주는 취업(O-1)비자를 받았다.
김 박사는 "박사졸업 후 BK사업에서 인건비를 지원받아 안정적인 환경 속에서 연구에만 매진할 수 있었고, 박사과정 동안 수행했던 연구를 발전시키고 마무리 할 수 있었습니다. 앞으로 미국 IT현장에서 근무한 경험을 살려 장래 국내 전자업계에서 활약할 수 있는 인재가 되겠습니다."라고 포부를 밝혔다.
2007.11.28 조회수 16562