환경 오염 물질로 ‘농업 필수요소’ 만드는 차세대 촉매 나왔다

권영국 UNIST 에너지화학공학과 교수 연구팀 성과

이번 연구를 진행한 연구진들 모습. 윗줄 왼쪽부터 공동 1저자 Siraj Sultan 연구원, 최한샘 연구원, 이호정 연구원, 아랫줄 왼쪽부터 권영국 교수, 제1저자 신석민 연구원. /울산과학기술원 제공

국내 연구진이 각종 환경 문제를 일으키는 온실가스인 이산화탄소와 미세먼지 원료인 질산염을 유용한 물질로 바꾸는 차세대 구리 촉매를 만드는 데 성공했다.

울산과학기술원(UNIST)은 권영국 에너지화학공학과 교수 연구팀이 구리 속 원자 크기의 틈을 제어하는 기술을 적용해 이산화탄소와 질산염을 고부가가치 요소(Urea·우레아)로 전환하는 새로운 촉매 소재를 개발했다고 8일 밝혔다.

권 교수 연구팀은 기존에 쓰이던 구리 촉매에 리튬화 공정을 가해 구리 나노입자들 사이가 원자 크기 만큼 떨어져 있는 새로운 촉매를 만들었다. 연구팀은 이를 통해 이산화탄소와 질산염을 기존 구리 촉매보다 17배 빠르게 요소로 환원할 수 있게 됐다고 설명했다. 이는 현재까지 학계에 보고된 내용 중 최고 수치이다. 새로 만든 촉매는 50시간 안정성 시험도 통과했다.

촉매 반응으로 나오는 요소는 오줌 속에 들어있는 질소 화합물로 ‘우레아’라고도 불린다. 비료나 각종 식품원료, 화학연료로 쓰여 농업을 비롯한 여러 산업에 필수적인 물질이다. 권 교수는 “이번에 만든 기술을 상용화하면 현재 수입에 의존하는 요소를 국내에서 자체 생산할 수 있다”며 “이산화탄소, 질산염과 같은 환경 오염 물질을 요소로 바꾸는 것이기 때문에 탄소중립에도 기여 가능하다”고 말했다.

이번 연구 성과가 담긴 논문은 국제학술지 ‘에너지 앤드 인바이로멘털 사이언스(Energy & Environmental Science)’에 지난 3월 28일 온라인 게재됐다.

참고자료

Energy & Environmental Science, DOI: https://doi.org/10.1039/D3EE00008G

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