연료전지 시스템 내 일산화질소 전환률과 하이드록실아민 생산량 결과 /그림제공=지스트국내 연구진이 미세먼지 원인 물질을 친환경 물질로 전환하는 기술을 개발했다.
광주과학기술원(GIST)은 최창혁 신소재공학부 교수팀이 김형준 한국과학기술원(KAIST)·김우열 숙명여대 교수팀과 함께 미세먼지의 주요 원인인 일산화질소(NO)를 고부가가치 화합물인 하이드록실아민으로 전환할 수 있는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
하이드록실아민은 나일론 원료인 카프로락탐 생산 주원료다. 상온에서 액체로 존재하며 암모니아와 높은 반응성으로 인해 그린수소 사회의 효과적인 수소저장 물질로 평가받고 있다.
연구팀은 일산화질소 반응 경로를 제어하기 위해 철 단원자 촉매를 사용해 선택적으로 하이드록실아민을 생산하는 데 성공했다. 다양한 분광학 기초실험으로 산화된 단원자 철 이온이 일산화질소의 환원을 촉진함을 확인했다.
연구팀은 전해질 산성도를 조절해 하이드록실아민 생산량을 조절했다. 단원자 철 이온에 흡착된 일산화질소 주변 전기장 세기에 따라 반응 경로가 변화한다는 사실도 규명했다.
최창혁 지스트 신소재공학부 교수는 “추가 외부 에너지 공급 없이 일산화질소로부터 하이드록실아민을 안정적으로 생산해 활용할 수 있다”며 “향후 배기가스 등 환경오염물질을 유용한 물질로 전환하는 친환경 시스템 구축이 가능할 것”이라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 미래소재디스커버리 및 신진중견연계 사업 과제의 지원을 받아 수행했으며, 연구 성과는 세계적인 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난 25일자로 온라인 게재됐다.
Stefan Ringe(왼쪽부터) 교수(DGIST), 김형준 교수(KAIST), 최창혁 교수(GIST), 김우열 교수(숙명여대), 김동현 박사과정생(GIST)/광주=김선덕 기자 sdkim@sedaily.com
