폐수·폐플라스틱으로 암모니아·화장품 원료 만든다 작성일 03-25 118 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="UIfyquVZLx"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="32495eff4e85f2d4a2302f25a02da899116c8be48f631728a3098f5c720b3c9f" dmcf-pid="uC4WB7f5nQ" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="조승호 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 교수(왼쪽)와 송명훈 교수. UNIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/25/dongascience/20250325105818980kfyv.png" data-org-width="680" dmcf-mid="ph4WB7f5LM" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/25/dongascience/20250325105818980kfyv.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 조승호 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 교수(왼쪽)와 송명훈 교수. UNIST 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="8ded4ede86312bb45c0bf3e4cefff471ee550475ecc19175b7c8e10b2dbb34fe" dmcf-pid="7h8Ybz41iP" dmcf-ptype="general">버려진 물이나 플라스틱을 이용해 암모니아와 화장품 원료(글리콜산)를 생산하는 기술이 개발됐다. 친환경 기술로 탄소 배출을 줄이는 동시에 폐플라스을 고부가가치 물질로 바꿀 수 있는 기술이다. </p> <p contents-hash="b81bf557998e3941e9a88a0e9a3ffdc7d87fcab87457960f30078c5d3bb2d13a" dmcf-pid="zl6GKq8tJ6" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 조승호·송명훈 신소재공학과 교수팀이 태양광 전기를 이용해 이산화탄소 배출 없이 암모니아를 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 폐수 속의 질산 오염물을 전기로 반응시켜 암모니아로 바꾸는 기술이다. 암모니아 생산 과정에서 폐플라스틱 유래 글리콜산도 만들어진다. </p> <p contents-hash="4aae05b85292a8421a55f9ccd169e56c3436b3fe55a7887caffaad383cc9b416" dmcf-pid="qSPH9B6FL8" dmcf-ptype="general"> 암모니아는 전 세계에서 황산 다음으로 많이 생산되는 무기화합물이다. 생산 과정에서 나오는 이산화탄소는 전 세계 이산화탄소 배출량의 1.4%를 차지할 정도로 많다. 기존 암모니아 생산 공정인 하버·보슈법을 대체할 친환경 암모니아 생산 기술이 필요한 상황이다. </p> <p contents-hash="fe8d1ac2fd6a0bd3516c7b0deddd0c362d9b09a1fc58f0a9f21b02adbcab7c0f" dmcf-pid="BvQX2bP3L4" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 양극(cathode)에서는 암모니아, 음극(anode)에서는 글리콜산을 태양광 전기로 합성하는 광전기화학시스템을 개발했다. </p> <p contents-hash="003d978380612266052e5eb71fe6c0937a09d5efb59f7f698bc02dcf4ca507ff" dmcf-pid="bTxZVKQ0ef" dmcf-ptype="general">폐수 속에는 질산염과 아질염이 섞여 있다. 연구팀은 폐수 속 아질산염만 선택적으로 환원시키는 촉매인 ‘RuCo-NT/CF’를 만들었다. 태양광 전기 에너지를 받으면 폐수 속 아질산염이 양극으로 환원돼 암모니아로 바뀐다. 이때 일어나는 전기화학시스템의 짝반응으로 음극에서는 에틸렌글리콜이 글리콜산으로 산화된다. 에틸렌글리콜은 폐플라스틱에서 추출되는 원료다. </p> <p contents-hash="7eace9f6c7dceef3d5c417376923ffce4acdb640455ff12bb795752f69ebb7cd" dmcf-pid="KyM5f9xpLV" dmcf-ptype="general"> 연구팀이 개발한 시스템의 에너지 효율은 양극 기준으로 지금까지 최고 효율인 52.3%를 기록했다. 암모니아를 생산하는 속도도 미국 에너지부가 제시한 태양광 암모니아 생산 상용화 기준인 58.72μmol(마이크로몰, 1μmol=100만분의 1mol)/㎠h을 넘어서는 146 μmol/㎠h에 이르렀다. 기존 최고 기록보다 46% 향상된 수치다. </p> <p contents-hash="68ddbcf3c4291cb70ccf6549ca34541fedf8856873a9bfda654ab773fbee1337" dmcf-pid="9WR142MUd2" dmcf-ptype="general"> 이번 연구에서 전기에너지를 제공하는 페로브스카이트 태양전지는 높은 광전류밀도와 내구성을 갖도록 설계됐다. 광전류밀도가 증가할수록 암모니아 생산 속도가 빨라진다. </p> <p contents-hash="dbadab92391b7e05455b23aeac2ebc05588f8337b53eb5b755fbfbf25728c8f1" dmcf-pid="2Yet8VRui9" dmcf-ptype="general"> 송명훈 교수는 “이번 연구는 상용화된 실리콘 태양전지보다 높은 효율을 갖는 페로브스카이트 태양전지를 통해 이산화탄소 배출 없는 전기화학적 암모니아 생산 기술의 잠재력을 보여줬다”며 연구의 의미를 밝혔다. </p> <p contents-hash="0a5df56e3f7719308f0ec1e459de7004d3b80e70c9d2a3d2bc65c3811245ebdf" dmcf-pid="VGdF6fe7LK" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 기술의 상용화 가능성도 검증했다. 저준위 방사성 폐수를 모사한 전해질과 페트병 추출물을 이용한 전기화학시스템은 114μmol/㎠h 수준의 태양광 암모니아 생산 속도를 보였다. </p> <p contents-hash="1360fd2a300abd55033e77c92fbca432d4c718aa31f09f2e8ed9a22085fb5704" dmcf-pid="fBr4jgwMRb" dmcf-ptype="general"> 조승호 교수는 “태양광과 폐기물로 그린 암모니아와 고부가가치 글리콜산을 동시에 생산했다”며 “지속 가능한 탄소중립형 에너지 솔루션을 제시했다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘나오 레터스’에 지난달 19일 출판됐다. </p> <p contents-hash="4b393c104bf2538e31e53a79bd246aa91cd7642515ac17ea757d352e878f2d1c" dmcf-pid="4bm8AarRnB" dmcf-ptype="general"><참고 자료><br> doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c05932</p> <p contents-hash="745ec117b826f571fd3e7e5073e9ea207d90d07dc3d97ea7a71d8a996b59019a" dmcf-pid="8Ks6cNmeeq" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 넥슨, '카잔' 글로벌 출사표 "아시아 넘어 던파 IP 확장" 03-25 다음 "90% 해외 의존 CNC 기술, 국산화 첫발…3000억대 가치 창출" 03-25 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
