국내 연구진이 친환경 암모니아(Ammonia) 생산공정의 수율을 5.6배 높이는데 성공했다.
울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 백종범 교수팀은 기계화학적 암모니아 생산공정에 소량의 질화규소를 첨가해 수율을 5.6배 끌어올렸다.
분석 결과 질화규소는 철 촉매 표면에 고밀도 결함을 형성해 질소 기체를 원자 단위로 분리하고 수소화하는 반응을 효과적으로 촉진하는 것으로 나타났다.
질화규소는 태양광 패널에서 회수한 실리콘(Silicone) 원료로 만들 수 있어 재생에너지 폐기물의 자원화 가능성도 높다. 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 세계에서 4900만톤 이상의 태양광 패널 폐기물이 발생할 것으로 예상하고 있다.
암모니아는 비료 원료로 식량 생산에 중요한 물질이며 최근 수소 저장·운반체로 주목받고 있어 수요가 꾸준히 증가할 것으로 전망된다.
백종범 교수는 “저온·저압에서도 암모니아 생산효율을 크게 높일 수 있어 국소지역에서 직접 암모니아를 생산하는 탈중앙화에 기여할 수 있는 기술”이라며 “태양광 폐기물까지 자원화할 수 있는 만큼 암모니아 생산의 탈탄소화와 자원순환이라는 2개 과제를 동시에 해결할 수 있는 기술”이라고 강조했다.
연구 결과는 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 7월1일 온라인판에 게재됐다. (강)