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KAIST, 빛 에너지 이용 고효율 친환경 암모니아 합성법 개발

고효율·안정적 그린 암모니아 생산 플랫폼 구축 기대

(대전=뉴스1) 심영석 기자 | 2022-06-16 13:00 송고
양자점이 질소고정 박테리아 안으로 들어가서 효소와 상호작용 하고 빛을 쪼여주어 암모니아를 생산하는 모습을 모식화한 이미지(KAIST 제공) © 뉴스1
양자점이 질소고정 박테리아 안으로 들어가서 효소와 상호작용 하고 빛을 쪼여주어 암모니아를 생산하는 모습을 모식화한 이미지(KAIST 제공) © 뉴스1

KAIST 생명화학공학과 이도창 교수 연구팀이 디스플레이 소재인 양자점(퀀텀닷)을 이용해 새로운 친환경 암모니아생산법을 개발했다.

환경 및 에너지 문제에 적극 대응할 수 있을 것으로 기대된다.

16일 KAIST에 따르면 질소 고정 박테리아는 화학적 암모니아 합성법인 하버-보슈 공정에 비해 에너지 소비와 이산화탄소 배출이 현저하게 적다.

하지만, 박테리아는 생장에 필요한 만큼만 암모니아를 생산하도록 진화돼 질소 고정 효소의 반응이 느려 이를 산업적으로 활용하기 어렵다.

이에 연구팀은 빛을 흡수하는 양자점을 박테리아의 질소 고정 반응에 전자 공급원으로 활용해 나노·바이오 복합 시스템을 구축했다.

연구팀은 구조 및 표면이 제어된 양자점을 질소 고정 박테리아의 대사활동이 가장 활발한 성장기에 추가해, 박테리아의 능동적인 양자점 흡수를 유도했다.

이렇게 제작된 양자점-박테리아 복합 시스템에 빛을 조사한 결과, 질소고정 반응 속도가 증가하며 암모니아 생산량이 대폭 증가함을 확인했다.

고성준 박사는 “이번 연구를 활용해 그린 암모니아 생산 플랫폼을 구축한다면 환경 및 에너지 문제에 적극 대응할 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, KAIST 생명화학공학과 고성준 박사가 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국 화학회지’에 표지 논문으로 최근 출판됐다.


km5030@news1.kr

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