냉장고 내부의 불쾌한 악취를 제거하기 위해 넣어두는 숯 표면에 무수히 존재하는 미세 구멍들이 냄새 가스 분자를 흡착하는 원리는 어떻게 되나요?

Question

냉장고 내부의 불쾌한 악취를 제거하기 위해 넣어두는 숯 표면에 무수히 존재하는 미세 구멍들이 냄새 가스 분자를 흡착하는 원리는 어떻게 되나요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

냉장고에 넣어 놓은 숯이 악취를 제거하는 원리는 넓은 비표면적을 가진 미세 구멍 내부로 냄새 가스 분자가 끌려 들어 가 결합하는 물리화학적 흡착 때문입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

숯은 나무를 고온에서 탄화하면 내부의 수분과 유기물이 날아가면서 벌집 형태의 복잡한 다공성 구조가 만들어지는데, 숯의 내부 표면적은 1g당 축구장 하나의 크기에 해당할 만큼 엄청나며, 이 미세 구조가 냄새 분자를 가두는 포집 틀 역할을 합니다. 미세 구멍 내부로 들어온 냄새 분자는 탄소 벽면과 분자 간 인력을 형성하며, 구멍 크기가 냄새 분자 크기와 비슷할수록 양쪽 벽면에서 끌어당기는 인력이 중첩되어 냄새 분자가 강력하게 끌려 들어갑니다. 좁은 미세 구멍 안으로 들어온 분자들은 압력이 높아진 것과 같은 효과를 받아 기체 상태에서 액체 상태로 응축되어 구멍 내부에 갇힙니다. 또한, 숯 표면에는 탄소뿐만 아니라 열분해 과정에서 형성된 다양한 산소 작용기가 존재하여 생선 비린내의 원인인 알칼리성 트리메틸아민이나 암모니아 분자, 계란 썩는 냄새인 산성 황화수소 분자와 화학 반응을 일으켜 분자 구조 자체를 안정적으로 중화 포집합니다.