화합물 사전 - 메테인(Methane)
Teledyne hastings 사의 Mass Flow Meter / Controller 를 이용해 가스 유량을 측정할 수 있는
가스 화합물의 종류에 대해 알아보는 시간입니다.
이번 시간에는 화학식 CH4 인 메테인에 대해 알아보도록 하겠습니다.
화합물 설명
메테인은 탄소 하나에 수소 4개가 붙어 있는 가장 간단한 탄소 화합물로,
국내에서는 일반적으로 메탄이라고 많이 불리는 상온에서 무색 무취의 가연성 가스입니다.
자연 상태에서는 유기물이 물속에서 부패 또는 발효될 때 생기기 쉬워
늪지대의 바닥에서 주로 발생하는데, 생물체에 의해 만들어지는 가스라는 이유로
바이오가스라고 불리기도 하며, 천연가스의 주 성분이기도 합니다.
전압의 단위인 Volt의 어원이 된 이탈리아의 물리학자
알레산드로 볼타(Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta)는
1776년 11월 이탈리아와 스위스를 가로지르는 마죠레 호수(Lake Maggiore)에서
처음으로 메테인을 과학적으로 확인했습니다.
볼타는 미국의 벤자민 프랭클린(Benjamin Franklin)이 쓴 '가연성 공기'에 관한 논문을 읽은 후,
그 물질을 찾아야 한다는 영감을 받았습니다.
볼타는 1778년에 습지에서 상승하는 가스들을 모아 순수한 가스를 분리한 뒤,
그 가스들이 스파크로 점화될 수 있다는 것을 입증했습니다.
이후 독일의 화학자인 호프만(August Wilhelm von Hofmann)이 1866년에 이 가스를
메탄올(Methanol)에서 이름을 따 메테인이라고 명명했습니다.
메테인 가스의 연간 총 배출량은 약 5억톤이며 매년 늘어나고 있는것으로 알려져 있습니다.
메테인 가스가 문제가 되는 것은 이산화탄소와 오존, 불화염화탄소, 산화질소 등과 함께
태양복사열의 방출을 차단해 온실효과로 인한 지구 온난화 현상을 초래하는 주된 물질이기 때문입니다.
소와 같은 반추동물의 경우 되새김질을 할 때 위에서 메테인 가스가 나오게 되는데,
이런식으로 만들어진 메테인 가스는 전세계 배출량의 약 25% 정도를 차지할 정도로 심각한 수준입니다.
하지만 메테인 가스는 연료 또는 발전용으로 사용할 수 있는 매우 저렴한 연료가 될 수 있습니다.
본래 메테인은 액화 천연가스인 LNG의 주 성분이고,
현재 우리가 사용하고 있는 도시가스에 88%가 함유되어 있는 연료입니다.
이런 메테인 가스를 인위적으로 발생시킬 수 있는데,
식물과 동물과 같은 유기체가 공기가 없는 곳에서 부패될 때, 성분의 약 66%가 메테인인 기체가 발생하고,
이렇게 만들어진 메테인 가스는 위에서 언급한 바이오 가스라고 불리며 가정의 조리용 및 난방용,
조명용 연료 등으로 사용할 수 있는 것입니다.
메테인은 독성이 없지만 가연성이 매우 높으며
염소와 혼합된 메테인은 상온에서 직사광선에 노출되는 것만으로도 발화됩니다.
또한 메테인은 질식성이기 때문에 밀폐된 공간에서 메테인에 노출되면 질식할 수 있습니다.
쓰레기 매립지에서는 메테인 가스가 발생할 수 있기 때문에 주의가 필요합니다.
영어 이름 : Methane
한글 이름 : 메테인(메탄)
화학식 : CH4
질량 : 16.04 g/mol
밀도 : 0.716 g/L (STP : 0℃, 760 Torr 기준)
녹는점 : -182.5℃
끓는점 : -161.49℃
구조식
Wetted Material
가스 화합물의 종류에 따라 Mass Flow Meter / Controller 의 가스 접촉부 재료가 달라져야 하기 때문에
유량 측정을 위한 MFC 를 선택하기 전, 항상 가스 혼합물에 대한 Wetted Material 을 참고해야 합니다.
매우 만족(Excellent)
Aluminum, Brass, Monel, ChemRaz(505), Buna-N, Viton, Delrin, Kalrez, TFE, Neoprene
좋음(Good, Most Conditions)
316 Stainless, Steele
좋지 않음(Fair, Limited Life, Restricted Conditions)
Nickel
만족스럽지 않음(Unsatisfactory)
없음
사용 불가(Unserviceability)
Constantan, Sn/Pb, Indium, Nylon, Zytel(Nyl6.6), Polyethylene
Teledyne Hastings 사의
Mass Flow Meter / Controller 는
다양한 종류의 가스 유량 측정이 가능하며,
각각의 가스에 맞는 Wetted Material 을 사용하여
높은 정확도의 유량 측정이 가능합니다.
가스 혼합물 및 사용 가능한 Wetted Material,
그리고 Mass Flow Meter / Controller 에 대한 문의는 아래의 링크를 참고하시기 바랍니다.
참고
위키피디아 : https://en.wikipedia.org/wiki/Methane
https://en.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta
https://en.wikipedia.org/wiki/Biogas
지식백과 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=945049&cid=47337&categoryId=47337
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2286483&cid=42419&categoryId=42419
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1092791&cid=40942&categoryId=32274