국내 연구진이 생활 폐수에서 산업 자원인 암모니아를 만들 수 있는 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 강정구 신소재공학과 교수가 이끄는 연구진이 전기를 이용해 저농도 질산염 수용액으로부터 암모니아를 생산하는 고효율 촉매를 개발했다고 8일 밝혔다.

KAIST 연구진은 전기화학적 질소 환원법의 효율을 높일 수 있는 촉매로 친환경적이면서도 저렴하게 암모니아를 만들 수 있는 기술을 개발해 이런 문제를 해결했다. KAIST 연구진은 구리 금속 폼과 니켈-철 층상이중수산화물을 사용해 전기촉매를 만들었다.

이번에 개발된 촉매는 질산염에서 암모니아를 직접적으로 만들 수 있고, 전기화학적 질산염 환원법의 단점인 저농도 질산염 수용액에서 생산 효율이 낮다는 문제도 해결했다.

촉매의 성능을 실험한 결과에서도 기존 촉매의 암모니아 생산 효율이 70% 이하였던 반면 이번에 개발된 촉매는 90% 이상으로 경제성이 충분한 것으로 나타났다. 기존 촉매의 문제였던 낮은 질산염 농도에서 암모니아의 낮은 생산 효율도 개선했다.

생활폐수 수준의 질산염 농도인 10mM 수용액에서 최대 80%의 생산 효율을 보였고, 1mM 수용액에서도 전류를 높였을 때 생산 효율이 최대 10%로 나타났다.

강 교수는 “반응 자리와 수소 라디칼 자리가 분리된 촉매 구조를 통해 저농도 질산염에서도 효율적으로 암모니아를 생성할 수 있기 때문에, 실제 강물, 하천, 공장 폐수에 포함돼있는 질산염을 농축시키는 과정 없이도 효율적으로 암모니아를 생산할 수 있어 질산염을 통한 암모니아 생산의 상용화에 이바지할 것”이라고 말했다.

서지원 기자 jiwon401@ggilbo.com