에너지 소비·탄소 배출 줄인 ‘그린 암모니아’ 시대 앞당긴다 작성일 08-20 33 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KIST, 상온·상압서 암모니아 생산효율 높이는 ‘촉매’ 개발<br>암모니아 생산 방해하는 수소발생을 지연...최고 수준의 효율<br>암모니아 연료전지, 선박 등 대형운송 수단의 무탄소 연료 활용</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="0qL6Nr71Sl"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2dd9e37fd28b82211bd82bdc9fe4b0f1c791853495926c13b8161aef5ef99e70" dmcf-pid="pBoPjmztlh" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="상온·상압에서 암모니아 생산 효율을 높이기 위해 개발된 촉매 개념도를 제미나이로 생성한 일러스트." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dt/20260820155441133oxpu.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="F2lky1d8Sv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dt/20260820155441133oxpu.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 상온·상압에서 암모니아 생산 효율을 높이기 위해 개발된 촉매 개념도를 제미나이로 생성한 일러스트. </figcaption> </figure> <p contents-hash="8745dfbdf3ba244f8044c453f62112e81e8cdcf5c0ba405caad3ec1b84524ebd" dmcf-pid="UbgQAsqFhC" dmcf-ptype="general"><br> 수소와 질소의 화합물인 암모니아는 연간 1억5000만톤 이상 소비되는 산업·농업 필수 화학물질로, 비료의 핵심 원료로 쓰인다. 최근에는 청정수소 공급망 구축이 중요하게 대두되면서 암모니아는 수소를 안전하고 효율적으로 저장·운반할 수 있는 미래 무탄소 에너지 운반체로 각광받고 있다.</p> <p contents-hash="0d7bff4206941c749c4605e84308c0507a05b376eb35b5ea3e65370b60b1810b" dmcf-pid="uKaxcOB3yI" dmcf-ptype="general">하지만 암모니아 생산은 400도가 넘는 고온과 고압 조건의 ‘하버-보슈’ 공정을 통해 생산되고 있다. 무엇보다 이 과정에서 막대한 에너지 소비와 탄소 배출이 뒤따른다.</p> <p contents-hash="4cb9b93d7a45e3a8e86022cba6aea9efb402e1abbb0f7f1c9e2a40e15db3f908" dmcf-pid="79NMkIb0lO" dmcf-ptype="general">이 때 발생하는 이산화탄소가 전 세계 에너지 부문 배출량의 1∼2%를 차지한다. 이런 문제를 해소하기 위해 최근 상온·상압에서 전기를 이용해 암모니아를 생산하는 전기화학적 질소환원 반응이 주목받고 있지만, 암모니아보다 수소가 먼저 만들어져 생산 효율이 낮은 한계를 안고 있다.</p> <p contents-hash="2159f5f4f03486bafb37fb5216f136cc91a752102b9824bb179bba4f5c413b26" dmcf-pid="z2jRECKphs" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 암모니아 생산효율을 높이는 촉매 기술을 내놨다.</p> <p contents-hash="c10b1413495314d871d65349442503b42809915c229f481227981c40156946de" dmcf-pid="qVAeDh9Uym" dmcf-ptype="general">한국과학기술연구원(KIST)은 정소희 박사 연구팀이 김수연 명지대 교수와 함께 전기화학적 암모니아 생산 과정에서 수소 발생을 늦춰 상온·상압에서 암모니아 생산 수율을 향상시킨 새로운 촉매를 개발했다고 20일 밝혔다.</p> <p contents-hash="b33c35f8ac43c282b2822534824c66826a5f57d5a3698629fdb35ca17d858803" dmcf-pid="B8Eimvfzhr" dmcf-ptype="general">전기화학 방식으로 암모니아를 만들려면 질소가 촉매 표면에서 수소 원자와 만나야 하는데, 수소끼리 먼저 만나면 암모니아 대신 수소 기체가 만들어진다.</p> <p contents-hash="cad54fff13e85b79d80cb9a311a36b2d06c8df2e823f9211a852cee1af50aa75" dmcf-pid="b6DnsT4qCw" dmcf-ptype="general">이를 막기 위해 수소가 촉매에 잘 붙지 않도록 했지만 암모니아 생성에 필요한 수소까지 부족해지는 문제가 생긴다.</p> <p contents-hash="f6059dcbb8b31533172e25cd42a49fae73c8a1d5ffbf0eea44c87663c1d9a8b9" dmcf-pid="KPwLOy8BhD" dmcf-ptype="general">연구팀은 발상의 전환을 통해 수소를 촉매에 단단히 붙잡아두고, 기체로 빠져 나가기 전에 질소와 반응하도록 하는 ‘지연된 수소발생 반응’을 제시했다.</p> <p contents-hash="c37eb23e34a58c3551d824895661c4e01cd0e6eaea9a0303be86bd22db2ee633" dmcf-pid="9QroIW6bWE" dmcf-ptype="general">이를 기반으로 촉매 표면의 텅스텐과 바나듐을 활용해 수소와 질소가 촉매에 잘 붙잡는 구조의 촉매를 개발했다.</p> <p contents-hash="beabb937dc427b7266e6f29fb9198e3fa2da9014bf853ed97c06511ea5066ff7" dmcf-pid="2xmgCYPKCk" dmcf-ptype="general">이 촉매는 상온·상압에서 1㎎ 촉매로 시간당 381.3마이크로그램(㎍) 암모니아를 생산했다.</p> <p contents-hash="b39059eb8d819ea8a0c5df0ba6d0fd5dee3c9ff2ff6c80d58a956ea814ee4184" dmcf-pid="VMsahGQ9hc" dmcf-ptype="general">투입 전기 중 암모니아 생산에 쓰인 비율은 13%로, 순수 촉매 기준으로 국내 최고 수준 생산 효율에 해당한다고 연구팀은 설명했다.</p> <p contents-hash="07f2b58e76d52ba1c103598b12b5fb9d7d03020f05787aa9554d12aa160e38fb" dmcf-pid="fRONlHx2lA" dmcf-ptype="general">촉매 성능도 우수해 30시간 동안 성능을 안정적으로 유지했고, 촉매 면적을 30배 확대한 조건에서도 기존 성능의 80%를 유지했다.</p> <p contents-hash="910e83998cf4eab3598dc9e58132114c69b5417b0997fccf2c2ff41fdba1f4be" dmcf-pid="4eIjSXMVvj" dmcf-ptype="general">이 기술을 태양광, 풍력 등 재생에너지와 연계하면 상온·상압에서 암모니아를 생산해 기존 하버-보슈 공정의 에너지 소비와 탄소 배출을 줄이는 그린 암모니아 생산에 활용할 수 있다고 연구팀은 기대했다.</p> <p contents-hash="f6b23dff13f0e84e4996a948c5c9820040adc8f8865cef42c36ddd0d9bc82050" dmcf-pid="8dCAvZRfCN" dmcf-ptype="general">앞으로 대면적 촉매와 연속 생산 기술을 개발해 상용화를 추진할 계획이다.</p> <p contents-hash="deaf7862e6f82a8abaaf2458bd96002659e4afe40dd750665839f2e4a34bf226" dmcf-pid="6JhcT5e4la" dmcf-ptype="general">정소희 박사는 “암모니아 생산을 방해하던 수소 발생을 단순히 막는 대신 늦춤으로써 상온·상압에서 암모니아 생산에 활용하는 새로운 방법을 제시했다”며 “앞으로 암모니아 연료전지와 선박 등 대형 운송수단의 친환경 무탄소 연료 등으로 활용 범위를 확대할 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="687d300366017716f9cbe26fd8210b90971d79a1bfb53771b95c59f264ee848d" dmcf-pid="Pilky1d8lg" dmcf-ptype="general">연구결과는 국제 학술지 ‘응용 촉매 B: 환경 및 에너지’ 지난달 3일에 게재됐다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="515233c507efc5b2aef201c60da2abfb08da06a47d49ca0be774a3705f738d7a" dmcf-pid="QnSEWtJ6Co" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="촉매의 수소 지연 메커니즘 개념도. KIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dt/20260820155442404wles.png" data-org-width="640" dmcf-mid="3W934eTsyS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dt/20260820155442404wles.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 촉매의 수소 지연 메커니즘 개념도. KIST 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="e20d4af2589a2fd2dffebce3a3250dc477fc3747a3b671fc1228729834549c56" dmcf-pid="xLvDYFiPvL" dmcf-ptype="general"><br> 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 인텔은 실패했는데…“AMD 지원, 장비보다 트랙레코드”…AI 반도체 ‘검증 인프라’ 열어야 08-20 다음 포티넷, AI 보안 기업 버추 AI 인수…AI 에이전트 보안 강화 08-20 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
