수소는 주목받는 차세대 친환경 에너지원 중 하나이다. 국내에서도 단계적 수소 기술개발 로드맵이 발표되고 수소법이 제정된 상황이다. 국내 수소 시장은 석유화학, 전자, 재료, 반도체 산업 등 기존 산업뿐만 아니라 수소 발전, 수소차, 수소 선박 등의 친환경에너지 연료로 새로운 수요가 늘어날 전망이다.
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채호정 화학연 박사팀은 이러한 암모니아에서 수소를 기존 공정보다 약 100도 낮은 온도에서 높은 효율로 생산하는 에너지 저감형 촉매 공정을 개발했다.
연구팀은 촉매 표면에 있는 루테늄의 전자가 풍부해질수록 암모니아로부터 질소의 재결합·탈착 반응이 잘 일어난다는 것을 발견하고, 루테늄에 전자를 잘 주도록 촉매 지지체를 설계했다.
이번 공정에서는 기존 공정보다 100도 낮은 450도에서 수소를 전량 생산하고, 400도 온도에서도 90% 이상의 효율로 수소를 만들 수 있다.
새로운 촉매는 기본 화학공정 방법인 침전법으로 비교적 쉽고 간단한 제조할 수 있어 대량생산과 상용화에 유리하다.
연구 결과는 에너지·환경 분야 국제 학술지인 ‘응용촉매 B-환경(Applied Catalysis B-Environmental)’ 최신호에 게재됐다.
채호정 박사는 “암모니아 분해 촉매시스템을 바탕으로 암모니아 기반 대형 수소 생산 플랜트, 수소 발전, 수소 스테이션과 선박 분야 등 다양한 응용 공정 개발이 이뤄질 것”이라며 “그린 수소 사회 정착에 미치는 영향이 클 것”이라고 했다.