국내 연구진이 이산화탄소 배출 없이 암모니아를 합성하는 새로운 합성촉매를 개발했다. 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경성을 갖춰 관련 산업에 폭넓게 활용 가능할 전망이다.
대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양)은 상가라쥬 샨무감 에너지공학전공 교수 연구팀은 공기 중 떠다니는 질소를 활용해 암모니아를 합성하는 새로운 개념의 암모니아 합성촉매를 개발했다고 13일 밝혔다.
기존 암모니아 합성법과 거의 동일한 합성효율을 보여줄 뿐만 아니라 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경적인 특성까지 지녔다.
암모니아는 비료나 수소운반체 등 다양한 분야에 활용되는 귀한 화학 원재료 중 하나다. 하지만 암모니아를 합성하는데 사용되는 기존 방식인 '하버-보슈법'은 인류가 배출하는 전체 이산화탄소의 1~2%를 차지할 만큼의 많은 이산화탄소를 배출, 환경파괴 원인이 되고 있다.
연구팀은 전기화학적 반응을 일으켜 공기 중 질소로부터 암모니아로 합성하는 '질소환원반응(NRR)'을 이용한 방식을 제시했다. 새롭게 개발한 촉매를 이용해 질소 환원 반응을 일으킬 경우, 공기 중 질소가 액체화되면서 암모니아를 합성할 수 있다.
샨무감 교수는 “이번에 개발한 암모니아 합성 촉매는 합성과정에서 발생되는 이산화탄소가 없고, 여러 합성 준비 단계를 거치지 않고 단 한 번만의 반응을 통해 암모니아 합성이 가능하다”면서 “이는 합성을 위해 여러 단계를 거치고, 그 과정에서 이산화탄소를 발생시키는 기존 암모니아 합성법과 달리 친환경적인 접근이다”고 말했다.
교육부와 한국연구재단의 BK21 플러스사업을 통해 이루진 이번 연구성과는 에너지 및 환경 분야에서 국제적 저널인 'Applied Catalysis B: Environmental'에 게재됐다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
