액체 CO2: 액체 CO2는 무엇이고 왜 유용한가?
이산화탄소 또는 CO2는 우리가 매일 내쉬는 가스입니다. 또한 대기 중에 존재하는 가스로 온실 가스로 작용하여 지구 온난화에 기여합니다. 하지만 CO2가 특정 조건에서 액체로 존재할 수도 있다는 사실을 알고 계셨나요? 그리고 액체 CO2는 다양한 산업과 부문에서 많은 용도로 사용된다는 사실을 알고 계셨나요? 이 글에서는 액체 CO2가 무엇이고, 어떻게 생산되며, 무엇에 사용할 수 있는지 알아보겠습니다.
액체 CO2란?
액체 CO2 또는 LCO2는 이산화탄소의 액체 상태입니다. CO2 가스를 압축하고 고압, 저온으로 냉각하면 형성됩니다. 일반적인 대기압에서 CO2 가스는 액체가 될 수 없습니다. 고체가 될 수 있는데, 이것을 드라이 아이스라고 합니다. LCO2를 만들려면 CO2 가스를 5.1atm(5.2bar; 75psi) 이상으로 압축하고 31.1도(88.0도 F) 이하(임계점)와 -56.6도(-69.9도 F) 이상(삼중점)으로 냉각해야 합니다.
LCO2는 무색 무취의 액체로, -37도(-35도 F)에서 완전 포화 상태일 때 밀도가 1101 kg/m3입니다. 물에 대한 용해도는 매우 낮아 -29도(-20도 F)에서 22.6도(72.7도 F)의 온도와 15~60atm의 압력에서 0.02~0.10%입니다.
액체 CO2는 어떻게 생산되나요?
액체 CO2는 천연가스 우물, 석탄 화력 발전소, 발효 공정 또는 산업 공정과 같은 다양한 CO2 가스 공급원에서 생산할 수 있습니다. CO2 가스는 먼저 정제되고 건조되어 불순물과 수분이 제거됩니다. 그런 다음 압축기와 열교환기를 사용하여 압축 및 냉각됩니다. 압축 및 냉각된 CO2 가스는 저장 탱크 또는 증발기로 들어가 액체 CO2가 됩니다.
액체 CO2는 또한 DAC(직접 공기 포집) 기술을 사용하여 대기에서 포집할 수 있습니다. DAC 기술은 화학 반응을 사용하여 공기에서 CO2를 추출합니다. 포집된 CO2 가스는 위와 유사한 방법을 사용하여 압축 및 액화됩니다. DAC 기술은 아직 개발 중이며 대기 중 CO2 농도를 줄이고 기후 변화를 완화할 수 있는 잠재력이 있습니다.
액체 CO2의 용도는 무엇입니까?
액체 CO2는 다음과 같은 다양한 산업 및 부문에서 많은 용도로 사용됩니다.
●식품 및 음료: 액상 CO2는 식품 및 음료를 냉장 및 냉동하고 박테리아 및 곰팡이 성장으로부터 보존하는 데 사용할 수 있습니다. 액상 CO2는 또한 압력을 가하여 액체에 주입하여 소다, 맥주, 와인 및 탄산수와 같은 음료에 탄산을 공급하는 데 사용할 수 있습니다. 액상 CO2는 음료를 더 산성이고 상쾌하게 만들어 음료의 풍미와 질감을 향상시킬 수도 있습니다.
●방화: 액체 CO2는 가연성 때문에 소화기로 사용할 수 있습니다. 액체 CO2는 실린더에 압력을 가해 저장하고 필요할 때 가스로 방출합니다. 가스는 연소를 촉진하는 산소를 대체하고 연소 표면을 냉각하여 추가 손상을 방지함으로써 작동합니다. 액체 CO2는 전기 화재와 오일, 가솔린, 용매와 같은 가연성 액체를 소화하는 데 효과적입니다.
●석유 회수: 액체 CO2는 고압으로 저류층에 주입하여 유정에서 석유 회수를 향상시키는 데 사용할 수 있습니다. 액체 CO2는 석유와 섞이고 점도를 낮추어 유정에서 쉽게 흘러나올 수 있습니다. 액체 CO2는 또한 석유량을 확장하여 생산 유정으로 밀어냅니다. 이 방법은 석유 회수율을 최대 20%까지 높일 수 있습니다.
●베이킹: 액상 CO2는 반죽에 공기 주머니를 만들어 빵을 굽는 팽창제로 사용할 수 있습니다. 액상 CO2는 효모나 베이킹 소다가 반죽의 설탕이나 산과 반응할 때 생성됩니다. 액상 CO2는 오븐에서 가열하면 팽창하여 빵이 부풀어 오르고 가볍고 푹신해집니다.
●탄소 포집 및 저장: 액체 CO2는 그렇지 않으면 대기 중으로 방출되어 지구 온난화에 기여할 이산화탄소를 저장하는 방법으로 사용될 수 있습니다. 액체 CO2는 파이프라인이나 선박을 통해 지하 또는 해저 저장 장소로 운송될 수 있으며, 그곳에서 다공성 암석이나 염수층에 주입하여 영구적으로 또는 장기간 가두어 둘 수 있습니다. 이 방법은 발전, 시멘트 생산 또는 제강과 같이 대량의 CO2 배출을 생성하는 다양한 산업 및 부문의 탄소 발자국을 줄일 수 있습니다.
이것들은 액체 CO2의 일반적인 용도 중 일부이지만, 이 다재다능한 액체를 포함하는 훨씬 더 많은 응용 분야가 있습니다. 예를 들어, 액체 CO2는 용접, 수처리, 플라스틱 생산 및 온실 재배에도 사용할 수 있습니다.
결론
액체 CO2는 고압 및 저온에서 형성되는 이산화탄소의 액체 상태입니다. 식품 및 음료, 방화, 석유 회수, 베이킹, 탄소 포집 및 저장과 같은 다양한 산업 및 부문에서 많은 이점과 용도가 있습니다. 액체 CO2는 삶의 질과 환경을 개선할 수 있는 귀중하고 유용한 물질입니다.
