한국기계연구원(원장 박상진)이 재생에너지를 이용해 상온 상압에서 암모니아를 생산하는 혁신 공정을 개발했다. 탄소를 전혀 배출하지 않아 향후 탄소중립 달성에 획기적으로 기여할 혁신적인 기술로 기대된다.
기계연은 이대훈 플라즈마연구실 책임연구원팀이 탄소무배출 암모니아 생산 혁신 공정 개발에 성공하고, 연구성과를 에너지과학 분야 저널 'ACS 에너지 레터스'에 8월 5일 발표했다고 19일 밝혔다.
연구팀은 질소 플라즈마에 물을 공급하고 분해하면서 수소와 질소산화물을 생산하고, 이를 촉매로 공급해 암모니아를 만드는 공정을 개발했다. 이 플라즈마 반응으로 만든 질소산화물 99% 이상은 암모니아로 쉽게 합성할 수 있는 일산화질소 상태가 된다. 합성된 일산화질소는 함께 생성된 수소와 반응해 95% 이상 높은 선택도로 암모니아를 합성하며, 이 반응에 필요한 열은 플라즈마 분해 과정에서 발생한 것을 이용한다.
별도 화석연료를 사용하지 않으며 이산화탄소 배출도 없는 '그린 암모니아'를 생산할 수 있는 기술이다. 다양한 전기화학적 암모니아 생산법 대비 300~400배 수율을 거둘 수 있다.
기존의 고온 고압 공정이 아닌 상온 상압 조건에서 물과 질소만으로 암모니아 생산이 가능하고, 모듈형 시스템으로 비교적 쉽게 공정을 대규모로 확대할 수 있다는 장점도 있다.
연구팀은 향후 국내외 엔지니어링 업체와 함께 암모니아 플랜트, 특히 상압과 상온 운전이 가능한 중소 규모 플랜트 분야 진출을 모색할 계획이다.
이대훈 책임연구원은 “재생에너지 기반의 전기를 사용하면 이론적으로 탄소배출이 없고 실제 설비 적용이 가능한 수준의 친환경적인 암모니아 생산 공정을 개발한 것”이라며 “앞으로 전 지구적인 탄소 배출량의 획기적 감축에 도움이 될 수 있도록 후속 연구개발에 매진하겠다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
