나노기술 및 정책 정보

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울산과학기술원(UNIST)은 미세먼지 원인 물질인 일산화질소를 그린 수소 저장체로 활용 가능한 암모니아로 전환하는 기술을 개발했다고 1일 밝혔음.

울산과기원에 따르면 에너지화학공학과 권영국 교수 연구팀은 임한권 교수팀, 한국과학기술원(KAIST) 김형준 교수팀과 함께 미세먼지 전구체인 일산화질소 원료를 상온·상압에서 100% 암모니아로 변환시키는 전기화학 시스템을 개발했음.

연구팀은 금속 착화합물을 투입해 전해질 속에서 일산화질소를 흡착하는 역할을 하게 함으로써 일산화질소 용해도가 100배 이상 개선되고 부산물도 생성되지 않았다고 설명했음.

기존 전기화학적 변환 기술은 일산화질소가 전해질에 잘 녹지 않아 반응 속도가 매우 느렸고, 일산화질소끼리 짝을 이뤄 질소 기체 등이 생성되는 부반응 부산물이 많아 활용성이 떨어졌음.

연구팀이 개발한 전기화학 시스템은 표면에 나노 구조가 형성된 은 촉매 전극에서 100시간 이상 100%에 가까운 일산화질소-암모니아 전환율을 보였음.

또 용해도와 반응 선택성을 높이는 금속 착화합물도 철 기반 물질이라 안정성이 높고 재사용이 가능함.

특히 이번 기술은 기존 암모니아 생산 공정(하버 보슈 공법)에서 온실가스인 이산화탄소를 배출하는 단점도 극복했음.

최근 수소 에너지 저장체로 새롭게 주목받고 있는 암모니아는 무게 대비 수소 저장 용량이 다른 액상 수소 저장체보다 월등히 높음.

또 수소를 방출할 때 질소 이외에 다른 부산물이 없다는 점에서 친환경적이고, 기존 암모니아 수송 인프라를 활용할 수 있다는 점에서 경제성과 호환성이 높음.

권 교수는 "미세먼지 계절 관리제 시행과 질소산화물 환경부담금으로 배출원의 경제적 부담이 가중되고 있다"며 "미세먼지 원인을 제거하는 동시에 그린 수소 저장체인 암모니아를 생산하는 기술로 경제적 부담을 완화할 수 있을 것"이라고 말했음.

본 연구 성과는 ‘ACS Energy Letters’ 지의 속표지 논문으로 게재되었으며, 한국연구재단과 울산시 등의 지원으로 수행됨.