기자명 문병도 기자
  • 입력 2022.03.23 13:00

한종인 교수 연구팀…값싼 철 촉매 이용·일산화질소 가스 농도 1~10%까지 낮춰

연구결과가 게재된 저널 속표지. 배기가스에 포함된 일산화질소가 암모니아로 전환되는 것을 나타낸다. (사진제공=KAIST) 

[뉴스웍스=문병도 기자] 한종인 한국과학기술원(KAIST) 건설및환경공학과  교수 연구팀이 권영국 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과  교수팀, 김동연 한국화학연구원환경자원연구센터 박사와 함께 일산화질소로부터 암모니아를 생산하는 고효율 전기화학 시스템을 개발했다. 

일산화질소는 발전소, 산업용 보일러, 제철소 등 연소시설에서 배출되는 질소산화물(NOx)의 대부분을 차지하고 있는 유해 가스다. 

연구팀은 물에 잘 녹지 않는 일산화질소의 한계를 극복하기 위해 기체를 직접적으로 전극에 주입하는 기체 확산 전극을 사용했다. 공정에 소모되는 화학약품 비용을 줄이고 전기화학 셀 운전 시 발생하는 폐수 처리를 간편화했다. 나노 크기의 철 촉매를 전극에 도포해 부반응을 억제하고 암모니아에 대한 생성물의 선택도를 확보했다. 

이러한 접근법은 일산화질소 가스의 농도를 1~10%까지 낮출 수 있다. 기존의 암모니아 생산 공정인 하버-보쉬법이 섭씨 400도, 200기압 이상의 고에너지 조건을 요구하는 데 반해, 연구팀이 개발한 전기화학 시스템은 상온 및 상압 조건에서 암모니아 생산이 가능하다. 

천선정 박사과정 학생은 "대기오염의 원인을 효과적으로 제거하는 동시에 탄소배출이 없는 암모니아 연료를 생산해 새로운 관점으로 환경문제를 해결하고자 했다"고 말했다.

한종인 교수는 서울대 농화학 학사학위와 석사학위를 받고 미국 미시간대에서 박사학위를 받았다. 미국 캘리포니아 공대에서 박사후 연구원을 거쳐 미국 랜셀러 공과 대에서 조교수를 역임했다. 권영국 교수는 광운대 환경공학과 학사와 광주과학기술원(GIST) 환경공학 석사학위를 받고 네달란드 라이덴대에서 화학과 박사학위를 받았다. 미국 로렌스버클리국가연구소에서 박사 후 연구원을 거쳐 한국화학연구원 탄소자원화연구소 선임연구원을 역임했다. 

한국에너지기술평가원, 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행된 이번 연구성과는 저명 국제 학술지인 'ACS 에너지 레터스'에 지난 11일 자로 출판됐으며, 속표지논문으로 선정됐다. 

한종인(왼쪽부터) 교수, 권영국 교수, 김동연 박사 (사진제공=KAIST)
한종인(왼쪽부터) 교수, 권영국 교수, 김동연 박사 (사진제공=KAIST)

 

저작권자 © 뉴스웍스 무단전재 및 재배포 금지