중국은 그린 암모니아 적용 확대를 위한 기술개발로 친환경 저탄소 에너지 전환을 추진하고 있다.
북경 대학교(Peking University) 연구팀이 그래파다인(Graphdiyne)과 저농축 우라늄을 결합해 상온에서도 고효율로 암모니아(Ammonia)를 합성할 수 있는 새로운 복합 촉매를 개발했다.
중국은 그린 암모니아 혼소 계획에 따라 석탄 10%를 그린 암모니아로 대체하는 것을 목표로 하고 있다.
기존 그린 암모니아 핵심 생산 공정은 100년 이상 사용된 Haber-Bosch 방법에 기반하고 있으며 고온 및 고압 조건에서 촉매를 사용해 암모니아를 합성해 생산 단가가 화석연료 기반 암모니아 대비 톤당 2배 이상 높은 점이 단점으로 지적됐다.
북경대학교 연구팀은 “그린 암모니아 생산 비용을 절감하기 위해서는 차세대 유연 공정이 필요하며 핵심은 고성능 촉매 개발이다”라고 강조했다.
연구팀은 우라늄-그래파다인 복합 촉매를 설계해 질소 분자를 브릿지 흡착(bridge adsorption) 방식으로 효율적으로 포획하고 활성화함으로써 이후의 수소 첨가 반응을 위한 핵심 기반을 마련했다. 새로운 촉매는 150도, 15기압에서 1g당 1시간에 587.5μmol 암모니아를 생산할 수 있다.
또 우라늄과 그래파다인 구조 간의 독특한 전자 상호작용으로 질소 분자의 인식, 활성화, 생성된 암모니아 분자의 방출이 효율적으로 이루어짐을 밝혀냈으며 촉매 과정의 효율성과 선택성이 크게 향상됨을 확인했다. 
특히, 핵에너지 분야에서 부산물에 불과했던 저농축 우라늄이 고부가가치 촉매 소재로 활용될 수 있음을 보여주었다는 점에서 의의가 있다고 평가된다.