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- 기존 낮은 성능의 비귀금속 촉매를 개선하여, 고성능 귀금속 촉매의 높은 비용 문제를 해결
- 2022년 결과(니켈 비귀금속 촉매, 450℃에서 45% 분해)를 대폭 개선, 450℃에서 81.9% 암모니아 분해
- 장기간 운전 성능도 유지하여, 550℃에서 연속 작동하더라도 성능 저하 미미
- 암모니아 기반 대형 수소 생산 플랜트, 수소 발전, 수소 스테이션과 선박 분야 등에서 널리 활용 기대

□ 국내 연구진이 비귀금속 ‘코발트-철(CoFe)’ 기반 암모니아 분해 촉매 바카라 필승법을 개발하여 친환경 수소 생산을 앞당겼다.

ㅇ 한국화학연구원(원장 이영국) 이수언 박사와 채호정 박사팀은 CoFe 기반의 층상 이중산화물(LDO)에 세륨 산화물(CeO₂)을 도입하여, 낮은 온도에서 높은 암모니아 분해 효율을 가진 촉매 바카라 필승법을 개발했다.

□ 암모니아(NH₃)는 수소(H₂)를 안전하고 효율적으로 저장 및 운송할 수 있는 친환경 에너지원으로 주목받고 있다.

ㅇ 그러나 암모니아로부터 수소를 추출하려면 높은 온도에서 암모니아를 수소와 질소로 분해하는 화학반응이 필요하다. 이때 촉매를 사용하면 비교적 낮은 온도에서 분해 효율을 높일 수 있는데, 루테늄이 가장 우수한 성능을 보인다. 그러나 귀금속인 루테늄 촉매는 가격이 비싸고, 높은 암모니아 분해 효율을 위해 여전히 높은 온도가 요구된다.

□ 연구팀은 이를 극복하기 위해 저렴한 ‘CoFe’ 기반의 층상 이중 산화물(LDO)에 세륨 산화물을 추가한 비귀금속 기반 촉매를 개발했다. 이 촉매는 저렴한 비용으로 우수한 암모니아 분해 성능을 보이며, 저온에서도 높은 효율을 유지하고 장기간 운전이 가능하다.

출처 :한국화학연구원 보도자료(25.02.16.)