[대학저널 온종림 기자] KAIST(한국과학기술원) 신소재공학과 강정구(사진) 교수연구팀이 전기를 이용해 저농도 질산염 수용액으로부터 암모니아를 생산하는 고효율 촉매를 개발했다.

강물과 공장 폐수 등에 포함돼있는 질산염을 농축시키지 않고 효율적으로 암모니아를 생산할 수 있어 질산염을 통한 암모니아 생산의 상용화에 이바지할 것으로 기대된다.

강 교수 연구팀이 개발한 전기 촉매는 구리 금속 폼(Cu foam)과 니켈-철 층상이중수산화물의 복합체로 구성돼 있다. 구리 폼은 질산염을 선택적으로 흡착하고, 니켈-철 층상이중수산화물은 화학이나 생체반응을 통해 반응 중 생성된 중간체 수소 라디칼을 생성해 구리 폼에 전달함으로써 질산염이 암모니아로 바뀌도록 효율적으로 진행한다.

구리와 철, 니켈 모두 귀금속과 비교해 지구에 풍부하고 비교적 저렴하므로 이번에 개발한 기술은 친환경적이고 경제적인 원천기술로 평가된다.

강 교수는 "친환경적인 전기에너지를 이용해 질산염 환원법으로 암모니아를 생성하는 경우, 주로 메탄 리포밍을 통해 생산되는 값비싼 수소 기체를 이용해 고온/고압의 반응 조건으로 유발되는 안전성 문제를 가진 하버-보쉬 공정을 효과적으로 대체할 수 있다ˮ고 밝혔다.

김건한 박사 (현 옥스퍼드 대학교 화학과, KAIST 신소재공학과 졸업생)가 제1 저자로 참여하고, 더모트 오헤어 교수 (옥스퍼드대 화학과) 연구팀이 공동으로 참여한 이번 연구 결과는 에너지와 환경 분야 국제 학술지 '에너지 환경 과학(IF 39.71)' 1월 24일자 온라인 게재됐다.

 

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