국내 연구진이 일산화질소(NO)를 탄소 배출 없이 100% 순수한 암모니아(Ammonia)로 전환시키는 기술을 개발했다.
암모니아는 최근 각광받고 있는 청정수소 저장체로 활용할 수 있어서 수소 시대를 앞당길 것으로 기대를 모으고 있다.
UNIST 에너지화학공학과의 권영국 교수팀, 임한권 교수팀, KAIST 김형준 교수팀은 미세먼지 전구체인 일산화질소 원료를 상온·상압에서 100% 암모니아로 변환시키는 전기화학시스템을 개발했다고 밝혔다.
연구팀에 따르면, 기존의 전기화학적 변환기술은 일산화질소가 전해질에 잘 녹지 않아 반응속도가 매우 느렸고 일산화질소끼리 짝을 이루어 질소기체 등이 생성되는 부반응 부산물이 많아 활용성이 떨어졌다.
하지만, 새로 개발한 기술은 기존 암모니아 생산공정인 하버보슈 공법이 온실가스인 이산화탄소(CO2)를 배출하는 단점을 극복했고 공정 반응을 유도하기 위한 고온·고압의 복잡한 설비와 비용 부담도 크게 개선할 수 있을 것으로 전망되고 있다.
표면에 나노 구조가 형성된 은(Silver) 촉매 전극에서 100시간 이상 100%에 가까운 일산화질소-암모니아 전환율을 보였고 용해도와 반응선택성을 높이는 금속착화합물도 철 기반 물질이라 안정성이 매우 높고 재사용이 가능한 것으로 알려졌다.
권영국 교수는 “액상 암모니아는 액화수소보다 단위 부피당 더 많은 수소를 저장할 수 있어 수소 저장과 운송에 유리하다”며 “본격적인 수소 시대 개막을 앞당기는데 기여할 연구”라고 강조했다.
이어 “미세먼지 계절관리제 시행과 질소산화물(NOx) 환경부담금으로 배출원의 경제적 부담이 가중되고 있다”며 “미세먼지 원인을 제거하는 동시에 그린수소 저장체인 암모니아를 생산하는 기술로 경제적 부담을 완화시킬 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
연구 성과는 소재공학·전기화학 분야의 권위지인 ACS Energy Letters 속표지논문으로 선정돼 11월13일 출판됐고 연구 수행은 한국연구재단, UNIST, 울산시 등의 지원으로 이루어졌다. (K)