나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Rice University의 Haotian Wang 교수 연구팀이 Arizona State University, Pacific Northwest National Laboratory와 공동으로 낮은 농도의 질산염을 함유하는 폐수에서 암모니아를 친환경적으로 추출할 수 있는 촉매를 개발

● 산업 폐수 및 오염된 지하수에 분포된 질산염을 암모니아로 변환하는 것은 지속적으로 암모니아를 생산할 수 있는 경로이지만, 질산염의 농도가 낮은 경우 촉매 활성으로 인해 한계가 있었던 상황

● 연구팀은 이전 연구를 통해 루테늄 원자가 질산염을 함유하는 폐수를 처리하는 촉매로서 탁월하다는 것을 알고 있었으나, 수소 발생 반응을 억제하는 구리와 루테늄 원자를 결합해야 하는 문제점을 가지고 있었음.

● 이에 연구팀은 단일 루테늄 원자를 구리 나노와이어 망에 고르게 분산시켜 루테늄과 구리를 유기적으로 결합하였으며, 그 결과 효과적으로 질산염을 암모니아로 변환시킴.

● 특히, 연구팀은 루테늄 원자가 질산염과 암모니아를 연결하는 화학 경로를 쉽게 통과하도록 만드는 이유를 설명하기 위해 밀도 함수 이론 계산을 사용

※ Nature Nanotechnology 게재(2022.05.02.), “Efficient conversion of low-concentration nitrate sources into ammonia on a Ru-dispersed Cu nanowire electrocatalyst”