기사 메일전송
  • 기사등록 2021-01-27 12:17:42
  • 수정 2021-05-28 15:58:44
기사수정


▲ (왼쪽부터)화학연 화학공정연구본부 채호정 박사, Le Thien An 박사, 김영민 박사가 암모니아로부터 수소 생산에 쓰이는 촉매를 살펴보고 있다.

암모니아를 활용해 기존 촉매 공정보다 약 40% 더 많이 수소를 생산할 수 있는 촉매 공정 기술이 개발돼 대형 수소 생산 플랜트, 수소 발전, 수소스테이션 등 다양한 응용 공정 개발에서 사용될 것으로 기대를 모으고 있다.


한국화학연구원 채호정 박사팀은 암모니아로부터 수소를 기존 공정보다 약 100°C 낮은 온도에서 높은 효율로 생산할 수 있는 에너지 저감형 촉매 공정을 개발했다고 25일 밝혔다.


암모니아(NH3)는 질소(N)와 수소(H)의 결합으로 이루어져 있다. 따라서 암모니아로부터 수소를 생산하려면, 암모니아에 포함된 질소와 수소가 순차적으로 잘 분리돼야 한다. 높은 열을 가해주면 화합물에 포함된 원자가 분리되는 화학반응이 일어나는데 촉매를 통해 온도를 내릴 수 있다.


연구팀은 암모니아 분해에 최적화된 세륨(Ce)과 란타넘(La)이 포함된 복합산화물 지지체를 합성하고, 이 지지체 표면에 루테늄(Ru) 금속 나노입자가 고르게 분산된 새로운 촉매(Ru/LaxCe1-xOy)를 개발했다.


연구팀은 촉매 표면에 있는 루테늄의 전자가 풍부해질수록 암모니아로부터 질소의 재결합-탈착 반응이 잘 일어난다는 것을 발견하고, 루테늄에 전자를 잘 줄 수 있도록 촉매 지지체를 설계했다. 본 촉매 공정에서는 기존 공정보다 100°C 가량 낮은 450°C에서 수소를 100% 생산할 수 있고 400°C의 온도에서도 90% 이상의 높은 효율로 수소를 생산할 수 있다.


새로운 촉매는 기존에 보고된 촉매들보다 같은 조건에서 수소 생산량이 약 40% 향상됐고, 촉매의 반응이 일어나는 부분(활성점)에서 약 4배 더 반응이 잘 일어나는 것으로 나타났다. 수백시간 이상의 내구성 테스트에서도 안정적인 성능을 보여줬다.


또한 새로운 촉매는 기본 화학공정 방법인 침전법으로 비교적 쉽고 간단한 제조할 수 있어 대량생산과 상용화에 유리하다.


화학연 채호정 박사는 “이번에 개발한 암모니아 분해 촉매시스템을 바탕으로, 암모니아 기반 대형 수소 생산 플랜트, 수소 발전, 수소 스테이션과 선박 분야 등 다양한 응용 공정 개발이 활발하게 이뤄질 것”이라며 “그린 수소 사회 정착에 미치는 영향이 클 것”으로 전망했다.


황동원 탄소자원화연구단장은 “이번에 개발한 저온/고성능 암모니아 분해 원천 촉매 기술이 수소 경제 실현을 위한 상용화 기술로 이어질 수 있도록 산학연 협력 및 실증 연구를 적극적으로 추진하겠다”고 말했다.


이번 연구는 한국화학연구원 주요사업을 통해 수행됐으며, 세계적인 에너지·환경 분야 권위지인 ‘응용촉매 B-환경(Applied Catalysis B-Environmental)’ 최신호에 발표됐다.

0
기사수정

다른 곳에 퍼가실 때는 아래 고유 링크 주소를 출처로 사용해주세요.

http://www.amenews.kr/news/view.php?idx=44272
기자프로필
프로필이미지
나도 한마디
※ 로그인 후 의견을 등록하시면, 자신의 의견을 관리하실 수 있습니다. 0/1000
마크포지드 9월
프로토텍 11
디지털제조 컨퍼런스 260
로타렉스 260 한글
이엠엘 260
3D컨트롤즈 260
서울항공화물 260
엔플러스솔루션스 2023
엠쓰리파트너스 23
하나에이엠티 직사
린데PLC
스트라타시스 2022 280
생기원 3D프린팅 사각
아이엠쓰리디 2022
23 경진대회 사각
모바일 버전 바로가기