화학뉴스

국내 연구진이 암모니아(Ammonia)에서 수소를 2.5배 많이 추출할 수 있는 촉매를 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST) 손현태·윤창원 박사 연구팀은 수소를 고효율로 추출하는 나노금속 촉매를 개발했다고 12월22일 밝혔다.
암모니아는 질소와 수소가 결합한 물질이며 비료, 산업원료 등으로 사용되고 있으나 액체 암모니아가 액체 수소보다 같은 부피에 50% 많은 수소연료를 저장·운반할 수 있다는 사실이 밝혀지면서 새로운 수소연료 운반체로 각광받고 있다.
암모니아를 다시 수소로 바꾸어 사용하기 위해서는 화학반응이 필요하며 현재는 귀금속 루테늄 촉매를 사용하고 있으나 루테늄 가격이 kg당 960만원 정도로 고가여서 수소연료 단가를 높이는 요인이 되고 있다.
저가이면서도 효율 좋은 새로운 촉매가 필요한 상황이며 연구팀은 2나노미터 크기의 구멍들이 있는 제올라이트(Zeolite)를 이용해 구멍 속에 미량의 루테늄 입자를 넣은 나노금속 촉매를 개발해 해결책으로 제시했다.
나노금속 촉매는 루테늄 사용량을 기존보다 60% 줄이면서도 같은 암모니아 화학반응의 수소 생산량을 2.5배로 늘린 것으로 알려졌다.
제올라이트 특유의 구조로 내구성도 개선됐다. 내구성이 좋을수록 수소연료 생산 경제성도 좋아지나 기존 촉매는 낮은 내구성 문제가 상용화의 걸림돌로 작용했다.
손현태 박사는 “나노금속 촉매 기반의 수소 생산공정을 상용화하기 위해 공정규모를 20입방미터로 확대하기 위한 연구를 진행하고 있다”고 밝혔다.
연구 성과는 에너지·환경 분야 국제학술지 응용 촉매 B-환경(Applied Catalysis B-Environmental) 최신호에 게재됐다. (강윤화 선임기자)