에너지연, '청정수소 품은 암모니아, 新촉매로 3배 더 쉽게 분해'

작성일 07-03

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="GRSkCa2XGu">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="abfce4798b90e84d206ac78bf656bee34d7ca6ab4bc6872538428923514e1cd4" dmcf-pid="HevEhNVZYU" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구진이 개발한 촉매. 왼쪽은 파우더, 오른쪽은 펠릿 형태." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/03/etimesi/20250703110606142hrei.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="YahAOoKGY7" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/03/etimesi/20250703110606142hrei.jpg" width="658"></p>
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            연구진이 개발한 촉매. 왼쪽은 파우더, 오른쪽은 펠릿 형태.
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          <p contents-hash="0afc0f8f7c6a600ec2374a0eac58cf3eeded2347b4cce6ce901f24ec758bc066" dmcf-pid="XdTDljf51p" dmcf-ptype="general">한국에너지기술연구원(원장 이창근)이 기존보다 경제적인 신개념 암모니아 분해 촉매 합성법을 개발했다. 이를 활용하면 암모니아에서 수소를 더 효율적으로 분해할 수 있어 수소 경제 실현에 크게 기여할 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="c72a76778d744b57d42b75907478c735da56f1227342bb26c028bb827f730d38" dmcf-pid="ZszXUyNfG0" dmcf-ptype="general">에너지연은 구기영 수소연구단 박사팀이 이런 성과를 거뒀다고 3일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="c4165ed3129ae0b475256f6bfdcdff05ebe51d23713a262ae870091a9d6d3879" dmcf-pid="5OqZuWj4Z3" dmcf-ptype="general">기술 핵심은 루테늄 촉매다. 이를 사용하면 다른 촉매보다 100도 이상 낮은 500~600도 온도 조건에서도 암모니아를 빠르게 분해할 수 있다. 문제는 루테늄이 소수 국가에만 존재하는 매우 희귀한 금속이라 구하기 어렵다는 점이다.</p>
          <p contents-hash="59454ccc2bf3ecad73496c6ae4f309a2599b2da4c8d0921ed3618e81caf0b4d6" dmcf-pid="1IB57YA8ZF" dmcf-ptype="general">현재까지는 적은 양으로도 성능을 내기 위해 크기를 나노 수준으로 줄여 활용하고 있다. 하지만 나노 촉매는 대량 생산 공정이 복잡하고 제조 비용도 높아 암모니아 분해 기술 상용화를 저해하고 있다.</p>
          <p contents-hash="fffdb9040e64ad1ae8129cbcc0cc453c826295ed53bbd71c625748756fb9594d" dmcf-pid="tCb1zGc6tt" dmcf-ptype="general">이에 연구진은 촉매 경제성을 개선할 수 있는 폴리올 공정 기반 신개념 루테늄 촉매 합성법을 개발했다. 이로써 생산한 촉매는 기존 촉매 대비 3배 이상 높은 암모니아 분해 성능을 나타냈다.</p>
          <p contents-hash="288f4a7e5a6c1b42befb5d42929f4060ab54abd3a003901f2dfbad6673c0c946" dmcf-pid="FhKtqHkP11" dmcf-ptype="general">연구진이 적용한 폴리올 공정은 주로 금속을 나노 입자로 합성하는 데 쓰이는 공정이다. 기존 공정에서는 입자끼리 뭉치는 현상을 막기 위해 안정화제를 넣는데, 공정이 복잡해지고 비용도 증가한다는 단점이 있었다. 이에 연구진은 안정화제를 사용하지 않고도 나노 입자 응집을 제어하는 방법을 고안했다.</p>
          <p contents-hash="c61323a7185e382548c3f253290e757e1948b7dec20154c27ab16ac42022d47e" dmcf-pid="3l9FBXEQY5" dmcf-ptype="general">연구진은 탄소사슬이라 불리는 유기 분자 길이가 입자 응집 정도에 영향을 준다는 점에 주목했다. 탄소사슬 구조·길이를 조절하면 첨가제 없이도 나노 입자의 응집을 효과적으로 억제할 수 있다고 본 것이다.</p>
          <p contents-hash="bfaa62e23ab7b572e29d85e5b2bb1f747b38f79691aba0a9bed8fbd779d14a02" dmcf-pid="0S23bZDxGZ" dmcf-ptype="general">연구진은 실험을 통해 탄소사슬 길이가 긴 부틸렌글리콜을 활용하면 안정화제 없이도 2.5나노미터(㎚) 크기 루테늄 입자가 균일하게 분산되고 수소 생성 반응이 일어나는 'B5 사이트'가 형성된다는 것을 확인했다.</p>
          <p contents-hash="c774fa60360bf0c4afef6eb5bda9f95ab5437fd16163b1ef240f66de6d385410" dmcf-pid="pvV0K5wM1X" dmcf-ptype="general">이를 통해 생성된 촉매는 기존 촉매 성능을 크게 웃돌았다. 부틸렌글리콜을 사용하지 않은 기존 루테늄 촉매와 비교했을 때, 활성화 에너지는 약 20% 낮아졌고 수소 생성률은 1.7배 증가했다. 또 단위 부피당 암모니아 분해 반응 성능을 비교한 결과, 기존 합성법으로 만든 촉매보다 3배 이상 높은 것으로 나타나 뛰어난 경제성을 보였다.</p>
          <p contents-hash="d4baba0b13ff768703af1687d6ffaf1592a363c06282245be531422c50bb490f" dmcf-pid="UTfp91rRYH" dmcf-ptype="general">구기영 박사는 “이번에 개발된 암모니아 분해 촉매 합성 기술은 기존 나노촉매 대량 제조의 한계와 비용 문제를 해결할 수 있는 실용적인 기술로, 암모니아 분해 촉매 기술 국산화와 실용화에 기여할 수 있을 것”이라며, “앞으로 펠릿 촉매 양산과 다양한 암모니아 크래킹 시스템 적용을 통해 성능 검증을 진행할 계획”이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="7841e5b18dd6b06b2afeac53c4d027a4278c53acac619088c7913482ffefb487" dmcf-pid="uy4U2tme5G" dmcf-ptype="general">이번 성과는 스몰 표지논문으로 게재됐으며, 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회(NST) 글로벌 TOP 전략연구단 지원사업 지원을 받아 수행됐다.</p>
          <p contents-hash="ce3ca4163f3c33b2ac48e80529fe111f0f14592fac9f4a1931d7ec8e4ff5e758" dmcf-pid="7W8uVFsdtY" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p>
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