대구대학교 나노전기화학연구실 심준호 교수 연구팀이 상온·상압에서 암모니아를 생산할 수 있는 고효율 전기촉매를 개발하며 친환경 에너지 분야에서 의미 있는 연구 성과를 거뒀다.이번 연구 결과는 화학공학 분야의 세계적 학술지 'Chemical Engineering Journal'(IF 12.5)과 나노과학 분야 국제학술지 'Small'(IF 11.8)에 연이어 게재되며 연구의 우수성을 인정받았다.암모니아는 비료의 핵심 원료이자 수소를 저장·운반할 수 있는 차세대 에너지 매개체로 주목받고 있다. 현재 산업 현장에서 활용되는 '하버-보슈'(Haber-Bosch) 공정은 고온·고압 조건이 필요해 막대한 에너지와 이산화탄소를 배출하는 한계가 있어 전기를 이용한 친환경 암모니아 합성 기술이 차세대 대안으로 활발히 연구되고 있다.연구팀은 질소가 도입된 탄소 기반 나노소재에 두 종류의 금속 산화물을 결합한 하이브리드 촉매를 설계하고 촉매 계면의 전자 이동을 정밀하게 제어하는 기술을 적용했다. 이를 통해 질소 환원 반응은 촉진하면서 암모니아 생산 효율을 떨어뜨리는 수소 발생 반응은 효과적으로 억제하는 데 성공했다.새롭게 개발된 촉매는 장시간 반응에서도 안정적인 성능을 유지했으며 질소 동위원소 추적 실험을 통해 생성된 암모니아가 외부 오염이 아닌 질소 환원 반응에서 생성됐음을 확인했다. 또한 전북대학교 김도환 교수 연구팀과 수행한 밀도범함수이론(DFT) 계산을 통해 촉매의 반응 메커니즘도 규명했다.이번 연구에는 대구대학교 화학과 일반대학원 석사 졸업생 이은경 씨가 제1저자로 참여했으며 카니쉬카(Kanishka) 학생도 공동연구원으로 함께했다. 학생 연구자가 주도한 연구가 영향력지수(IF) 10을 넘는 국제 최상위권 학술지에 연이어 게재되며 대구대학교의 기초과학 연구 경쟁력을 다시 한번 입증했다.심준호 교수는 "친환경 암모니아 생산 기술은 탄소중립과 수소경제 실현을 위한 핵심 기술"이라며 "이번 촉매 설계 전략이 친환경 비료 생산은 물론 차세대 에너지 시스템 구축에도 폭넓게 활용되기를 기대한다"고 말했다.
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