구르는 구슬엔 '이산화질소' 없다…고속 분해 기술 개발 작성일 10-21 46 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST 연구팀, 실온(42℃)에서 아산화질소(N2O) 99.98% 분해</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="4KUsnId8CJ"> <p contents-hash="3268eab7177f9859df07a3d299e19e1e2502eed127c234a34cfcc2a5f4b81219" dmcf-pid="89uOLCJ6Wd" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 이산화탄소보다 310배 더 강한 온실효과가 있는 아산화질소(N2O)를 실온 수준에서 거의 100% 분해할 수 있는 기술을 국내 연구팀이 개발했다.</p> <p contents-hash="08fef51f8a192bfbfc62a2eaf6ebba7e210d1d4269685547b4075a23ce2dead5" dmcf-pid="627IohiPWe" dmcf-ptype="general">엔진 배기가스, 화학 공정에서 발생하는 아산화질소를 에너지 효율적으로 처리해 온실가스 저감과 탄소중립 실현에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="110f632fa6d036edd9e6576711b9b6f6bba33cdb15eb8c0ef97e8af0bf56525f" dmcf-pid="PVzCglnQlR" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 백종범 교수팀은 빠르게 구르는 구슬의 기계적 충격과 마찰을 이용해 아산화질소를 분해하는 공정을 개발했다고 21일 발표했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="52e327f04941ad920d6111eccf040d245ce48e848bfd0a2a89a0e3183f390075" dmcf-pid="QfqhaSLxWM" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="볼밀 반응기에 질코니아 볼, 니켈 산화물 촉매, 아산화질소(N2O, 빨강+파랑) 가스를 넣고 함께 흔들어 주면 아산화질소 분자가 질소(N2, 파랑)와 산소(O2, 빨강) 분자로 분해된다. [사진=UNIST]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/21/inews24/20251021113547220zdjf.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="fqKvAyaeTi" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/21/inews24/20251021113547220zdjf.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 볼밀 반응기에 질코니아 볼, 니켈 산화물 촉매, 아산화질소(N2O, 빨강+파랑) 가스를 넣고 함께 흔들어 주면 아산화질소 분자가 질소(N2, 파랑)와 산소(O2, 빨강) 분자로 분해된다. [사진=UNIST] </figcaption> </figure> <p contents-hash="b8f9574e97c2703b1550c906e2e9122b90a167f80a7efcb59fb12416c6965383" dmcf-pid="x4BlNvoMTx" dmcf-ptype="general">아산화질소는 주로 화학 공정, 엔진 배기가스에 섞여 나오는 기체다. 이산화탄소보다 310배 강한 온실효과(GWP)를 일으킨다. 오존층 파괴를 가속한다. 화학적으로 굉장히 탄탄해 기존 열촉매 공정으로는 445°C 이상의 고온을 가해야만 유의미한 분해가 가능하다. 이 과정에서 에너지 소모가 크다.</p> <p contents-hash="3c04504c5746977b55aeeefb20fc0baa06289bea3d3c86fa9a14168fa25fcf80" dmcf-pid="yhw80PtWTQ" dmcf-ptype="general">연구팀은 지름 수 밀리미터의 구슬을 넣은 반응 용기(볼밀)에 니켈산화물(NiO) 촉매와 아산화질소 가스를 함께 넣고 흔드는 방식을 사용해 아산화질소를 분해해 냈다.</p> <p contents-hash="73f3c9f4ab18acdb0cd291e574f6c2c1ec7fa6b8a8ffbb3cad1b08879b2e8ac4" dmcf-pid="Wlr6pQFYCP" dmcf-ptype="general">구슬의 충돌과 마찰로 니켈산화물 촉매 표면에 고밀도 결함과 초산화(ultra-oxidized) 상태가 형성되는데 이 덕분에 기존 열촉매로는 불가능했던 저온·고속 분해가 가능하다.</p> <p contents-hash="64d572d780819ca7ff7e949edf112c0a54e9bf0f28c1f316de87dc9ad09b53f9" dmcf-pid="YOkVt4Zvv6" dmcf-ptype="general">실험 결과 이 공정은 42°C에서 100%에 가까운 99.98%의 전환율로 시간당 1761mL의 아산화질소를 분해했다. 이는 동일한 촉매를 사용한 열촉매 공정(445 °C, 49.16% 전환율, 294.9 mL h−1 속도)에 비해 6배 이상 높은 에너지 효율이다.</p> <p contents-hash="8251b5bb117dc19ff0a456b9b799929e10264bc2d81d02c1563e6bdccc021689" dmcf-pid="GIEfF85Th8" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 기술을 차량과 화학공장에서 쓸 수 있는지도 검증했다. 차량 디젤 엔진을 모사한 실험 장치에서는 아산화질소가 95~100% 제거됐다. 대규모 가스처리 성능을 검증하는 연속식 공정에서 약 97.6%의 전환율 확보했다. 실제 공정이나 차량 배기가스처럼 산소와 수분 함께 섞여 있어도 안정적인 분해 성능을 보였다.</p> <p contents-hash="5327bf88b383e25e2afd3f15d8ce97a6bef8a29ddf0b74870647b34e12c66d61" dmcf-pid="HCD4361yW4" dmcf-ptype="general">경제성 분석에서도 기존 열촉매 공정보다 8배 이상 가격이 저렴한 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="38feff25c240ad481a5bcffbdf760ee92784c74ad7baa5036c8c95639966a6c8" dmcf-pid="Xhw80PtWhf" dmcf-ptype="general">백종범 교수는 “유럽이 2024년 도입한 Euro Ⅶ 배출가스 규제에 아산화질소를 신규 규제 대상으로 포함한 만큼 이를 처리할 수 있는 기술의 중요성이 더욱 커졌다”며 “이 기술은 디젤 엔진 배출가스나 질산·아디프산 생산 공정, 암모니아 선박 엔진 배기가스 등에서 발생하는 아산화질소를 효과적으로 처리할 수 있어 탄소중립 실현과 온실가스 저감에 이바지할 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="a5ac5802ebc4c3ac06e99be4a2a5d2d3d30ad3deaa8d6631f1c7cba887282d7f" dmcf-pid="Zlr6pQFYlV" dmcf-ptype="general">연구 결과((논문명: Mechanochemical Nitrous Oxide Decomposition)는 재료·에너지 분야 국제 학술지 어드밴스드 머터리얼즈( Advanced Materials) 온라인판에 9월 26일자로 실렸다.</p> <address contents-hash="d35d8fc2c7d9c0918211c0e8f7118ea80aeef3a5794da35e80c582d756910d40" dmcf-pid="5SmPUx3GS2" dmcf-ptype="general">/정종오 기자<span>(ikokid@inews24.com)</span> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '리얼카메라, 진실의 눈' 김태균 "'컬투쇼' 급똥 사연자 인터뷰 보고파" 10-21 다음 SK쉴더스 정보 유출에 과기부 "고객사 직접 조치 지시" [2025 국감] 10-21 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
