나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Chicago University Meenesh Singh 교수 연구팀은 폐수를 사용하여 세계에서 두 번째로 많이 생산되는 화학물질인 암모니아를 생성 

● 현재 암모니아를 제작하는 방법은 수소를 결합할 수 있도록 질소 원자 사이의 강한 결합을 끊어야 하고, 이때 화석 연료를 태워서 필요한 열을 생성하는 상황    

● 연구팀은 이전에 촉매를 활용하여 질소 가스를 여과함으로써 암모니아를 개발했던 연구를 바탕으로 지하수의 오염 물질인 질산염을 사용하여 수소 가스 없이 100%에 가까운 암모니아만을 생성

● 태양광 발전을 사용하면 11%의 태양-연료 변환 효율(STF)을 보이며, 이는 암모니아를 생성(1% STF)하는 타 시스템보다 10배 더 우수한 성능을 보임 

● 암모니아 생성 과정에서 코발트 촉매를 사용했으며, 코발트의 활성 반응을 최적화하는 연구를 진행한 결과, 산화 과정에서 파생된 거친 코발트 표면이 선택적 반응을 일으키는데 가장 효과적인 것을 발견했고, 대부분의 질산염 분자를 모두 암모니아로 전환   

※ Energy & Environmental Science 게재(2021.09.07.), “Solar-driven electrochemical synthesis of ammonia using nitrate with 11% solar-to-fuel efficiency at ambient conditions”