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플라즈마의 과학적 이해가 필요합니다.
작성자 : 관리자( )   작성일 : 2020.08.05   조회수 : 398

플라즈마(Plasma)는 크게 초고온, 고온, 상온으로 분류합니다.

○ 초고온 플라즈마는 태양입니다.

고온 플라즈마는 불꽃 화염입니다.

○ 상온 플라즈마는 이온화된 가스체 및 라디칼입니다.

위 그림은 고온 플라즈마를 해설하기 쉽도록 표현했습니다.

유기화합물인 연료가 스파크로 인해 불이 붙으면, 폭발적으로 불꽃 화염이 나타납니다.

유기화합물 종류가 그 무엇이든 간에 일단 불이 붙으면...

그림과 같이 고온 플라즈마 상태로 변화하여, 유기화합물을 태우며, 고온의 열과 화염이 발생합니다.

질량은 보존되므로, 눈에 보이지 않을뿐, 유기화합물 대부분은 물(H2O)과 이산화탄소(CO2) 상태로 정량적으로 변환됩니다.

모든 가연물은 연소하려면 반드시 산소(O2)가 필요합니다.

실제로는 완전연소가 일어나지 않기 때문에, 유기화합물의 화학적 성상에 따라 다양한 부산물이 발생합니다.

우리는 이것을 '공해물질'이라고 이해하고 있습니다.


상온 플라즈마는 이온화된 가스체와 라디칼의 혼합물입니다.

상온 산소 플라즈마는 산소가 그 기반이 된 이온화된 가스체라디칼의 혼합물입니다.

과학자들은 상온 산소 플라즈마를 '차거운'이라고 부릅니다.

차거운 불이라는 용어가 모순처럼 들리겠지만...

상온 산소 플라즈마를 발생시키면, 나타난 이온화된 가스체라디칼이 예: 유기화합물이 타고 남은 부산물을 다시한번 불로 태우듯이 산화분해를 개시합니다.

또한 가스체인 유기화합물이 본래 상태일때도 마차가지로 산화분해합니다.

다만, 연소처럼 폭발적이고 즉각적인 산화반응이 아니라 서서히 일어납니다.

시간이 걸리뿐이며, 가연성 부산물을 물(H2O)이산화탄소(CO2)로 변환시킵니다.

상온에서 일어나는 산소 플라즈마 혼합물 속에 이온화된 가스체로서 예: 하이드록실 라디칼(OH or HO)이 포함되어 있습니다.

이 산화물이 공기 중에서 메탄가스(CH4)를 만나면 아래와 같이 반응하여 산화분해합니다.

1개의 메탄가스 분자를 산화분해하려면, 8개의 OH가 필요합니다.

산화분해된 메탄가스는 6개의 물(H2O)분자와 1개의 이산화탄소(CO2)분자로 각각 환원됩니다.

우리가 호흡하는 대기 중에서 이러한 광화학 반응이 매일 쉬지 않고 일어나며, 인간이 퍼올린 공해물질을 산화분해하는 메커니즘이 바로 광플라즈마 현상입니다.

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