“낮은 온도·압력에서도 에너지 손실 없어”…암모니아 합성 촉매 개발

국내 연구진이 낮은 온도와 압력에서도 에너지 손실 없이 암모니아를 합성하는 고성능 촉매를 개발했습니다.

KAIST 생명화학공학과 최민기 교수 연구팀은 에너지 소비와 이산화탄소 배출량을 줄이고 암모니아 생산성은 높이는 촉매 시스템을 개발했다고 밝혔습니다.

현재 철 기반의 촉매를 사용하는 하버-보슈법은 500도 이상의 고온과 100기압 이상의 고압이 필요해 높은 에너지 소모와 비용이 문제가 되고 있습니다.

이에 연구팀은 루테늄 촉매와 강한 염기성을 띠는 산화바륨을 전도성이 뛰어난 탄소 표면에 도입해, 충전식 배터리처럼 작동하는 촉매를 설계했습니다.

이 촉매는 암모니아 합성 과정에서 양성자를 산화바륨에, 전자를 루테늄과 탄소에 저장해 전자 밀도를 높이고 질소 분자의 분해를 촉진시켜 촉매 활성을 증가시켰습니다.

그 결과, 연구팀은 해당 촉매가 기존보다 낮은 온도와 압력에서도 7배 이상 높은 암모니아 합성 성능을 보였다고 설명했습니다.

YTN 사이언스 권석화 (stoneflower@ytn.co.kr)