가스 하이드레이트를 이용한 탄소 포집 및 저장은 하이드레이트가 주요 부산물로 물을 생성하기 때문에 청정 공정으로서 많은 관심을 받고 있다. CO2 수송을 위한 배관과 석유/가스 생산 시스템에서 하이드레이트가 형성되는 것은 안전 및 비용 문제로 인해 또한 매우 중요하다. 화학 첨가물의 사용은 하이드레이트 형성을 적절히 제어하고 관리하기 위해 운전 온도 및 압력 조건을 최적화하는 데 필요하다. 이에 따라 그 잠재적 환경 영향으로 인해 친환경 하이드레이트 첨가물에 대한 수요가 급증하고 있다. 아미노산은 수소 결합 및 전기정적 상호작용을 통해 물과 상호작용하기 때문에 유망한 하이드레이트 억제제의 한 계열로 인식되어 왔다. 그러나 아미노산의 불충분한 억제 효과와 액체 물에서의 낮은 용해도는 응용을 제한하는 요인으로 간주되어 왔다. 본 연구에서는 CO2 하이드레이트에 대한 유망한 억제제로서 친수성 아미노산을 효과적으로 활용하는 방안을 보고한다. l-세린의 경우 수산기(-OH)에 의해 우수한 억제 효율이 달성되는데, 이는 수소 결합을 통해 물의 활성도를 낮추어 하이드레이트 형성 조건을 저온·고압 영역으로 이동시키기 때문이다. l-세린을 0.1 mol %로 첨가하면, 하이드레이트 형성의 동역학을 주로 물의 수소 결합 네트워크를 교란함으로써 지연시킨다. l-프로핀의 열역학적 억제 효과는 독특한 구조적 특성에서 기인한 비정상적으로 높은 친수성 때문에 메탄올보다도 더 크며, 상평형과 형성 동역학 모두에 영향을 미치는 이중 기능 억제제로서 고농도에서 작동한다. 아미노산은 자연 유래이며 생분해 가능한 물질이므로 환경적 위험을 최소화할 수 있어 그 사용이 매우 바람직하다. 또한 염(salt) 사용으로 인해 흔히 발생하는 부식 문제도 간과할 수 있다. 친수성 아미노산의 높은 용해도는 가스 하이드레이트를 이용한 탄소 포집 및 저장 공정에 필요한 광범위한 온도 및 압력 조건에서 적용할 수 있게 한다.

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