나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Princeton University 및 Rice University 공동 연구팀은 나노기술을 바탕으로 비교적 저럼한 철, 구리 및 LED 광원을 조합해 액체 암모니아에서 수소를 추출할 수 있는 저비용 기술을 개발

● 연구팀은 단일 광파장보다 작은 나노 금속구조에 빛을 조사함으로써 광파를 조작하는 플라즈모닉스(plasmonics) 원리를 기반으로, 금속 나노입자에 빛을 조사하여 입자 내 전자를 여기시키고 암모니아 내 수소 및 질소 성분을 추출

● 구리에 철을 첨가한 금속 촉매를 사용하였으며, 구리 구조는 LED 방출광을 조작하여 전자를 더 높은 에너지로 여기시키는 안테나 역할을 하는 한편, 철 원자는 여기된 전자에 의해 나타나는 반응을 가속하는 촉매 역할을 담당

● 연구팀은 양자역학 시뮬레이션을 통해 압력, 광도, 광파장 등 다양한 변수가 반응에 미치는 영향을 파악하고 공정을 미세 조정하여 추가 가열 없이 LED 광원만 사용하여 실온에서 수소를 일관되게 추출

● 이 기술은 높은 비용 및 온도 조건이 필요한 기존 암모니아 수소 추출 기술을 대폭 간소화한 것으로, 저탄소 친환경 에너지원인 수소를 지속가능한 방식으로 생산 가능할 것으로 기대되며, 추가 연구를 통해 공정 효율성을 높이고 비용을 줄일 수 있는 다른 촉매를 조사할 계획

Science(2022.11.24.), Earth-abundant photocatalyst for H2 generation from NH3 with light-emitting diode illumination