폐수·폐플라스틱의 재발견...암모니아·화장품 원료 생산기술 개발

원은수 기자 / 기사승인 : 2025-03-25 11:22:10
  • -
  • +
  • 인쇄
▲폐수와 페트병 추출물을 이용한 암모니아, 글리콜산 생산 전기화학시스템 (자료=UNIST)

국내 연구진이 폐수와 폐플라스틱으로 암모니아와 화장품 원료인 글리콜산을 생산하는 기술을 개발했다.

울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 조승호·송명훈 교수팀은 폐수 속 질산 오염물을 태양광 전기로 반응시켜 암모니아로 바꾸는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 암모니아 생산과정에서 폐플라스틱 유래 글리콜산도 만들어지는데, 글리콜산은 화장품에 사용되는 원료다.

연구진은 "태양광 전기를 이용하기 때문에 이산화탄소 배출없이 암모니아를 생산할 수 있다"면서 "탄소배출은 줄이고 폐플라스틱으로 고부가가치 물질을 생산할 수 있는 길이 열린 셈"이라고 했다.

연구팀은 양극(cathode)에서 암모니아를, 음극(anode)에서 글리콜산을 태양광 전기로 합성하는 광전기 화학시스템을 개발했다. 폐수 속 아질산염(NO2-)이 태양광전기 에너지를 받아 양극에서 환원돼 암모니아로 바뀌는 원리다. 전기화학시스템은 짝 반응이 일어나는데, 그 짝 반응으로 음극에서는 에틸렌글리콜이 글리콜산으로 산화된다. 에틸렌글리콜은 폐플라스틱에서 추출되는 원료다.

암모니아는 전세계에서 황산 다음으로 많이 생산되는 수요가 큰 무기화합물이지만 생산과정에서 나오는 이산화탄소가 전체 이산화탄소 배출량의 1.4%를 차지할 정도다. 100년째 이어지는 암모니아 생산공정인 하버·보슈법을 대체할 친환경 암모니아 생산기술 개발이 필요한 이유다.

연구팀은 폐수 속의 아질산염만을 선택적으로 환원시키는 촉매(RuCo-NT/CF)를 개발해 이같은 고효율 시스템을 만들었다. 폐수 속에서는 질산염(NO3-)과 아질산염이 섞여 있는데, 아질산염으로 암모니아를 만드는 것이 훨씬 빠르고 에너지가 적게 든다. 또 시스템의 짝 반응으로 에너지 소모가 많은 산소 발생 반응이 아닌 글리콜산 발생 반응을 택해 필요한 전기에너지를 더 줄였다.

연구팀은 기술의 상용화 가능성도 검증했다. 저준위 방사성 폐수를 모사한 전해질과 페트병 추출물을 이용한 전기화학시스템은 114μmol/cm2h 수준의 태양광 암모니아 생산 속도를 보였다.

조승호 교수는 "태양광과 폐기물로 그린 암모니아와 고 부가가치 글리콜산을 동시에 생산하였다는 점에서 지속 가능한 탄소중립형 에너지 솔루션을 제시한 연구"라고 밝혔다.

이 기술은 향후 다양한 전기화학적 촉매 시스템과의 융합을 통해 더욱 효율적인 친환경 암모니아 생산 공정에 적용될 것으로 기대된다. 또한 폐 유기물을 활용하여 고부가가치 화합물 생산이나 과산화수소 합성 등으로 확장될 수 있어, 차세대 친환경 사회 실현을 위한 핵심 기술로 활용될 전망이다.

이번 연구는 장원식, 김종경, 김혜승 연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 과학기술정보통신부 기초연구실 지원 사업의 지원을 받아 이뤄졌다. 연구결과는 나노과학 분야의 국제학술지 '나노 레터스(Nano Letters)' 2월 19일자에 게재됐다.

Copyright @ NEWSTREE All rights reserved.

뉴스트리 SNS

  • 뉴스트리 네이버 블로그
  • 뉴스트리 네이버 포스트
  • 뉴스트리 유튜브
  • 뉴스트리 페이스북
  • 뉴스트리 인스타그램
  • 뉴스트리 트위터

핫이슈

+

Video

+

ESG

+

SK이노베이션, 2030년까지 베트남 맹그로브숲 복원 나선다

SK이노베이션이 베트남에서 '아시아의 허파'로 불리는 맹그로브숲 복원사업에 나선다.SK이노베이션은 7일 베트남 짜빈(Tra Vinh)성 정부 및 현지 사회적기

KCC글라스 '2024-25 ESG보고서' 발간...KPI와 연계

KCC글라스가 지속가능경영 성과와 성장전략을 담은 '2024/25 ESG보고서'를 발간했다고 7일 밝혔다.올해 다섯번째로 발간된 이번 보고서는 △ESG 전략목표와

[최남수의 ESG풍향계] 글로벌 기업들 '지속가능 공시' 적극적인 이유

이재명 정부는 ESG 정책에 대해 전향적인 변화를 줄 것으로 예상된다. 그 가운데 정책의 우선순위를 둘 것으로 보이는 정책은 지속가능성 공시다. 윤석

SK케미칼 '2024 지속가능 경영보고서' 발간..."5대 과제 평가 담아"

SK케미칼이 1년간의 ESG성과와 향후 전략을 담은 '2024 지속가능경영보고서'를 발간했다고 7일 밝혔다. 이번 보고서는 글로벌 공시 기준으로 통용되는 △

정부 '위약금 면제' 수용한 SKT..."정보보호에 7000억 투자" 결정

SK텔레콤이 해킹 사고로 번호이동한 가입자에 대해 위약금을 면제해야 한다는 정부의 요청을 수용하기로 결정했다.SKT는 침해사고 발생전인 4월 18일 기

우리은행 'G.우.주 프로젝트' 시행...경기도 보호아동 위해 6억 지원

우리은행이 'G.우.주 프로젝트'를 통해 보호아동을 위해 4년간 매년 1억5000만원을 지원한다.우리은행은 경기주택도시공사(GH), 한국아동청소년그룹홈협

기후/환경

+

'日 대지진' 예언날짜 지났지만...여전히 불안한 주민들 '탈출러시'

'일본 대지진'이 일어날 것으로 예언된 7월 5일이 지났지만, 여전히 일본 가고시마현 도카라 열도를 중심으로 지진이 이어지고 있어 지역주민들의 대피

폭염을 이기지 못한 아스팔트...아이스크림처럼 '흐물흐물'

폭염을 이기지 못하고 도로 아스팔트가 녹아내리는 일까지 벌어졌다.지난 4일 뉴스1에 따르면 울산 북구 농소초등학교 앞 버스정류장 근처에서 도로

바닐라·유제품 생산량도 감소?...기후변화로 생산량 감소세

바닐라와 유제품 등 전세계적으로 널리 사용되고 있는 식품과 향신료가 기후변화에 의해 생산량이 점점 줄어들고 있다는 분석이 나왔다.샬럿 와테인

美 캘리포니아 반년만에 또 '대형산불'...폭염과 강풍에 불길 확산

올 1월 로스앤젤레스(LA) 대형산불로 몸살을 앓은 미국 캘리포니아주에서 또다시 대형산불이 발생했다.3일(현지시간) 캘리포니아산림소방국(Cal Fire)에

"더이상 못 참겠다"…환경부, 계양산 러브버그 직접 방제

인천 계양산에 떼로 나타났던 '러브버그'(붉은등우단털파리)로 인해 주민들의 불편이 커지자, 환경부가 결국 직접 방제에 나섰다.최근 계양산 정상을

때이른 폭염에 '가장 더운 6월'...1년만에 평균기온 또 갈아치웠다

올 6월 우리나라 전국 평균기온이 역대 최고를 기록하면서 '역대 가장 더웠던 6월'로 기록됐다.4일 기상청이 발표한 2025년 6월 기후특성에 따르면 6월 전

에너지

+

순환경제

+

오피니언

+