KAIST, 세계 최고 수준 암모니아 촉매 개발

[더테크 이지영 기자] 국내 연구진은 매우 낮은 온도와 압력에서도 에너지 손실 없이 암모니아를 합성할 수 있는 고성능 촉매를 개발했다. KAIST는 생명화학공학과 최민기 교수 연구팀이 에너지 소비와 이산화탄소 배출량을 크게 줄이면서도 암모니아 생산성을 획기적으로 높일 수 있는 혁신적인 촉매 시스템을 개발했다고 11일 밝혔다. 현재 암모니아는 철 기반 촉매를 이용해 하버-보슈 공정이라는 100년이 넘은 기술로 생산되고 있다. 하지만, 이 방식은 500℃ 이상의 고온과 100기압 이상의 고압이 필요해 엄청난 에너지를 소비하고, 세계 이산화탄소 배출량에서 상당한 비율을 차지하는 주범으로 지목됐다. 더구나 이렇게 생산된 암모니아는 대규모 공장에서 제조되기 때문에 유통 비용도 만만치 않다. 연구팀은 루테늄 촉매와 강한 염기성을 갖는 산화바륨 입자를 전도성이 뛰어난 탄소 표면에 도입해 마치 ‘화학 축전지’ 처럼 작동하는 신개념 촉매를 개발했다. 암모니아 합성 반응 도중 수소 분자는 루테늄 촉매 위에서 수소 원자로 분해 되며, 이 수소 원자는 양성자와 전자 쌍으로 한번 더 분해되게 된다. 산성을 띠는 양성자는 강한 염기성을 띠는 산화바륨에 저장되고 남은 전자는 루테늄과

• 이지영 기자
• 2025-03-11 09:47