[신기술 소개] 공기, 물, 그리고 태양빛을 이용한 암모니아 생산

NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 32, No. 5, 2014…585

신기술 소개

질소비료를 위한 암모니아는 현재 질소와 수소를 고온 및 고압 하에서 반응시켜서 만든다. 이 반응이 이미 잘 알려진 하버-보쉬(Haber-Bosch) 공정이다.

수소를 생산하기 위해서는 전 세계 천연가스의 대략 5% 정도를 사용하는데, 이때 막대한 양의 이산화탄소 가 배출되는 것으로 알려져 있다. 또한 하버-보쉬 공 정의 고압 및 고온 조건 역시 많은 에너지가 필요하 다. George Washington 대학교의 Licht 등은 증기와 공기에 전기를 가하여 암모니아를 생산하는 방법을

제시하였다. 이를 위하여 그들은 산화철로 된 나노입 자 촉매를 사용하였다. 전기분해를 이용하여 질소와 물에서부터 바로 암모니아를 생산한 것이다. 물론 실 험실 스케일에서의 암모니아 생산이라서 여전히 가야 할 길이 멀지만, 이를 잘 이용하면 기존의 산업적 방 법보다 훨씬 적은 이산화탄소를 생산하고, 또한 획기 적으로 에너지 사용을 줄일 수 있는 공정을 개발하는 데 큰 기여를 할 수 있을 것이다.

공기, 물, 그리고 태양빛을 이용한 암모니아 생산

(Ammonia synthesis by N

and steam electrolysis in molten hydroxide suspensions of nanoscale Fe

O

)

Licht et al., Science 345, 637-640, DOI: 10.1126/science.1254234 (2014)

그림 1. (a) Thermodynamic electrolysis potentials for water splitting and for water-based ammonia synthese (b) Efficiency of current conversion of ammonia product [Licht et al., Science 345, 637-640,DOI: 10.1126/science.1254234 (2014)].