UNIST 암모니아 수소 추출 기술 개발…'그린수소 시대' 앞당겨

김건태 교수팀, 그린수소·탄소중립 선도 기반 기술로 평가

오른쪽 하단부터 시계 방향으로 양예진, 김정원, 조효이, 성아림 연구원, 김건태 교수.(UNIST 제공) © 뉴스1

(울산=뉴스1) 이윤기 기자 = UNIST는 에너지화학공학과 김건태 교수팀이 액상 암모니아(NH₃)를 전기로 분해해 순도 100%에 가까운 그린수소(H2)를 대량 생산하는 데 성공했다고 6일 밝혔다.

UNIST에 따르면 연구진이 제안한 분석기술로 평가한 결과 이 방식은 물 전기분해로 수소를 만드는 것보다 소모 전력량이 3배나 적었다.

수소를 운송하는 방법 가운데 가장 효율적인 방법으로 암모니아 합성법이 있다. 수소로 암모니아를 합성하면 1.5배 많은 수소를 운반할 수 있고 운송 중 손실이 적기 때문이다.

또 기존 액화 암모니아 운송 인프라를 활용할 수 있는 것도 장점이다. 하지만 수소를 암모니아로 합성하는 기술은 상용화됐지만 암모니아에서 다시 수소 뽑는 기술은 아직 초기 단계다.

연구팀은 다공성 니켈 폼(Ni foam) 전극을 이용해 액상 암모니아에서 수소를 추출하는 데 성공했다.

니켈 폼 전극 표면에서는 순환전류법(Cyclic Voltammetry)으로 고르게 도포된 촉매(백금) 입자가 있어 효율이 높다. 이렇게 합성된 전극을 액상 암모니아 넣은 뒤 전류를 흘려주면 액상 암모니아가 분해(전기분해)되면서 수소를 얻을 수 있다.

김건태 교수는 "이번 연구에서 제시한 고효율 전극을 암모니아 전해 공정을 적용하게 된다면 암모니아 전해 수소 생산 기술 상용화가 한층 빨라질 것'이라며 "암모니아, 더 나아가 폐(廢) 암모니아를 'CO2-free 수소'로 재 자원화하는 연구 가능성도 다각적으로 제시돼 신재생에너지의 새로운 패러다임을 개척했다"고 전했다.


이번 연구는 롯데케미칼 기초소재연구소 이민재, 서명기, 민형기, 최영헌 박사가 각각 공동 저자로 참여했다.

연구결과는 에너지 및 재료 분야 국제학술지 재료화학 저널 'A'(Journal of Materials Chemistry A) 온라인판에 3월 27일자로 공개됐으며 표지논문으로 선정돼 정식출판을 앞두고 있다.

연구 수행은 롯데케미칼, 과학기술정보통신부-한국연구재단(NRF)등의 지원으로 이뤄졌다.

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