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빛 에너지 이용해 친환경 암모니아 생산효율 증대

송고시간2022-06-16 16:01

KAIST "에너지 소비와 이산화탄소 배출량 현저하게 적어"

실험 결과 모식도
실험 결과 모식도

[한국과학기술원(KAIST) 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 김준호 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 연구팀이 디스플레이 소재인 양자점(퀀텀닷)을 이용해 암모니아 생산 효율을 늘렸다고 16일 밝혔다.

연구팀은 빛을 흡수하는 양자점을 박테리아 질소 고정 반응에 전자 공급원으로 활용하는 방식으로 나노·바이오 복합 시스템을 구축했다.

질소 고정은 공기 중 질소 기체 분자를 암모니아를 비롯한 질소화합물로 전환하는 과정이다.

연구팀은 양자점에 의해 흡수된 빛 에너지가 박테리아 암모니아 합성 반응에 사용되도록 설계했는데, 그 결과 박테리아 암모니아 생산량이 큰 폭으로 증가했다.

질소 고정 박테리아는 대기 중 질소를 암모니아로 전환해 생장에 필요한 단백질을 생산한다.

이런 질소 고정 반응은 화학적 암모니아 합성법인 하버-보슈 공정보다 에너지 소비와 이산화탄소 배출량이 현저하게 적다고 연구팀은 설명했다.

고성준 박사는 "디스플레이 소재와 미생물의 장점을 결합해 빛 에너지를 이용한 새로운 방식의 암모니아 합성법을 제시했다"며 "이번 연구를 활용한 고효율 친환경 암모니아 생산 플랫폼을 구축하면 환경·에너지 문제에 적극적으로 대응할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 미국 화학회지(JACS)에 표지 논문으로 실렸다.

kjunho@yna.co.kr

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