▲ [연구진] 윗줄 왼쪽부터 제 1저자 아마드 타예비 연구원, 장성연, 장지욱 교수, 아랫줄 왼쪽부터 제 1저자 김지은, 제 1저자 라시미, 제 1저자 무히불라 알 무바록 연구원, 오동락 연구원  © 울산광역매일

울산과학기술원(유니스트, 총장 이용훈) 에너지화학공학과 장지욱, 장성연 교수팀이 태양에너지만으로 고효율의 암모니아를 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 

스탠퍼드 대학교 Thomas F. Jaramillo 교수와 공동으로 연구한 이번 결과는 미국 에너지부가 정한 친환경 암모니아 생산 속도의 상용화 기준치를 약 1.7배 웃돌았다. 이는 세계 최고 기록이다.

본 연구팀이 제시한 ‘고성능 페로브스카이트 광-전기 전환 효율을 활용한 수계 전해 반응’으로 수계 전해 반응에서의 페로브스카이트의 치명적인 단점을 극복하면서 친환경 연료인 암모니아를 높은 광-암모니아 전환 속도로 생산할 수 있었다. 

 차세대 광에너지 전환 물질로 각광받는 페로브스카이트를 이용하여 높은 광-화학에너지 속도로 타겟 연료를 생산할 수 있는 기술이기 때문에 수계 전해 반응에서의 제약이 걸리지 않으며, 결과적으로 암모니아 생산 뿐 아니라, 폐 유기물의 고부가화나 과산화수소 생산 등 차세대 친환경 사회 실현을 위한 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.

장지욱 교수는 “이번 연구를 통해 폐수의 주성분인 질산염과 바이오디젤의 부산물인 글리세롤을, 암모니아와 고부가 가치의 글리세릭 엑시드를 생산했다”며 “개발된 기술은 외부전압 없이도 고효율 암모니아를 생산할 수 있으며, 다양한 친환경 연료를 생산하는데도 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

장성연 교수는 “본 연구는 고효율 태양광 연료 생산에 응용한 매우 중요한 연구다”며 “태양광 연료의 상용화가 되는 태양광 연료 생산 속도 기준을 초과 달성했다는 점에서 큰 의의가 있다”고 설명했다. 

정호식 기자