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대구대 화학과 석사 졸업생 이은경 씨. |
[대학저널 이선용 기자] 대구대학교 연구팀이 친환경 암모니아 생산 촉매를 개발해 주목을 받고 있다. 대구대는 나노전기화학연구실 연구팀이 친환경 암모니아 생산을 위한 차세대 전기촉매를 개발해 세계적인 국제학술지 ‘Chemical Engineering Journal(Impact Factor 12.5)’과 ‘Small(Impact Factor 11.8)’에 연이어 연구 성과를 발표했다고 14일 밝혔다.
기존의 암모니아 생산 방식은 고온·고압의 극한 조건이 필요해 에너지 소모가 컸고 이산화탄소를 다량 배출하는 문제가 있었다.
심준호 교수가 이끄는 대구대 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 질소가 풍부한 탄소 기반 나노소재에 두 종류의 금속 산화물을 결합한 새로운 ‘하이브리드 촉매’를 개발했다. 연구팀은 촉매 내부의 전자 이동을 정밀하게 제어하는 기술(계면공학)을 적용하여 질소의 반응성을 높이고 불필요한 수소 발생을 효과적으로 억제하는 데 성공했다.
개발된 촉매는 장시간 반응에서도 안정적인 성능을 유지하며 높은 에너지 효율을 달성했다. 연구팀은 질소 동위원소 추적실험을 통해 생성된 암모니아가 실제 질소에서 유래했음을 증명했으며, 전북대학교 김도환 교수 연구팀과의 공동연구로 진행된 이론적 계산(DFT)을 통해 촉매 내부의 반응 원리도 명확히 규명했다.
특히 이번 연구에는 대구대 화학과 일반대학원 석사 졸업생인 이은경 씨가 제1저자로, 카니쉬카 학생이 공동연구원으로 참여해 의미를 더했다. 학생 연구원들이 주도적으로 진행한 연구가 영향력 지수(IF) 10을 훌쩍 넘는 세계 최상위권 학술지에 잇달아 게재되며 대구대의 기초과학 연구 역량을 증명했다는 평가다.
연구를 총괄한 심준호 교수는 “친환경 암모니아는 미래 수소경제와 탄소중립 사회를 실현하기 위한 핵심 에너지 자원”이라며 “이번에 제시한 새로운 촉매 설계 전략이 향후 친환경 비료 생산은 물론 차세대 에너지 시스템 구축에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.
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