대구대 심준호 교수, ‘지속가능한 인공 암모니아 합성 연구’ 과기부 연구과제 선정

대구대학교 화학교육과의 심준호 교수가 지속가능한 인공 암모니아 합성 연구로 과학기술정보통신부의 중견연구 유형1에 선정돼 5년간(2024년 5월~2029년 4월) 총 12억 원 규모의 연구과제를 수행한다.

암모니아(NH3)는 전통적으로 비료, 폭발물, 플라스틱, 의약품 제조에 필수적으로 쓰이지만, 최근 반도체와 LED 산업의 급속한 성장과 수소 운반체로서의 잠재력 때문에 더욱 이목을 끌고 있다.

대기 중 78%를 차지하는 질소(N2)는 강한 삼중결합 에너지 때문에 활용이 어려웠으나, 최근 10년 동안 암모니아 생산의 전구체로서 그 가치가 재조명되고 있다.

그러나 현재 산업현장에서 쓰이는 암모니아 합성 방법인 하버-보쉬(Haber-Bosch) 공정은 암모니아 1톤당 약 2.9톤의 이산화탄소(CO2)를 발생시켜 환경에 큰 부담을 주고 있다. 이에 따라 대체 합성 기술 개발이 절실히 요구되는 상황이다.

이에 심 교수의 연구는 질소를 암모니아로 변환하는 전기화학적 에너지원 생산 기술을 통해 탄소배출을 줄이고 신재생에너지를 사용할 수 있는 방법을 모색하고 있다. 

이 연구는 질화탄소(C3Nx)를 사용해 질소의 흡착에 필요한 공극을 원자 수준에서 정밀하게 조절함으로써 암모니아 생성 효율을 높이고, 선택성을 증대시키는 것을 목표로 한다.

심 교수는 “이 연구는 전기화학적 질소 고정을 위한 고효율 촉매 개발 및 촉매 활성점 제어를 통한 지속 가능한 암모니아 합성에 관한 연구로, 인공 암모니아 합성 과정에서 나오는 탄소배출을 줄이고 화석연료 과소비 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 과학기술정보통신부가 주관하는 ‘중견연구 유형 1’은 창의성 높은 개인연구를 통해 우수한 기초연구 능력을 배양하고 리더연구자로 성장할 수 있는 발판을 마련하는 데 목적이 있다.