울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 백종범 교수팀은 기계화학적 암모니아 생산 공정의 수율을 5.6배 높이는 데 성공했다고 9일 밝혔다. 백 교수팀은 소량의 질화규소를 첨가해 암모니아 생산 수율을 이처럼 끌어올렸다. 분석 결과 질화규소는 철 촉매 표면에 고밀도 결함을 형성해 질소 기체를 원자 단위로 분리하고, 이를 수소화하는 반응을 효과적으로 촉진하는 것으로 나타났다. 질화규소는 태양광 패널에서 회수한 실리콘 원료로 만들 수 있어 재생에너지 폐기물의 자원화 가능성도 높다. 국제에너지기구는 2050년까지 전 세계에서 4900만t 이상의 태양광 패널 폐기물이 발생할 것으로 전망하고 있다고 연구진은 설명했다. 암모니아는 비료의 원료로 식량 생산에 중요한 물질이다. 최근에는 수소의 저장·운반체로도 주목받고 있어 수요가 더 늘어날 것으로 전망된다. 백종범 교수는 “이번 기술을 저온·저압에서도 암모니아 생산 효율을 크게 높일 수 있어 국소 지역에서 직접 암모니아를 생산하는 ‘탈중앙화’에 기여할 수 있다”며 “태양광 폐기물까지 자원화할 수 있는 만큼, 암모니아 생산의 탈탄소화와 자원 순환이라는 두 과제를 동시에 해결할 수 있는 기술”이라고 말했다. 이런 연구 결과는
고성능·저원가 기가스틸 용접기술 '포스젯 기가' 개발 포스코가 개발한 고성능·저원가 기가스틸 용접기술인 'PosZET GIGA'(포스젯 기가)가 지난 12일 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다. 13일 포스코에 따르면 이번에 개발한 포스젯 기가는 니켈 대신 니오븀과 크로뮴을 최적의 비율로 배합해 용접용 소재로 사용하는 기술이다. 이를 통해 접합부 용접금속의 미세 조직을 그물망과 같이 복잡하고 치밀한 구조로 만들어 강도와 인성(질긴 정도)을 동시에 높였다. 이 같은 포스젯 기가 기술을 활용하면 접합부의 굽힘 피로 강도는 기존보다 약 2배 이상 늘어나고 충격 인성은 약 15% 높아진다. 섀시나 프레임 등의 자동차 부품 제작에 적용하면 일반 용접 기술보다 반복적 충격이나 온도 변화에도 접합부가 쉽게 깨지지 않고 버틸 수 있어 차량 안전성을 향상할 수 있다. 강판 두께도 줄일 수 있어서 차량 경량화 설계에도 기여할 것으로 포스코는 기대하고 있다. 니켈을 주로 사용하던 기존 방식 대비 원가는 절반가량으로 줄어든다. 포스코는 국립창원대와 공동 연구를 통해 세계 최초로 이 같은 기술을 금속학적으로 규명했다. 연구는 니오븀과 크로뮴의 복합 첨가가 용접 금속의
방사선에 포함된 중성자를 더 효율적으로 막을 수 있는 방법이 개발됐다. 울산과학기술원(UNIST)은 반도체 소재·부품대학원 및 신소재공학과 권순용 교수팀이 방사선 중성자를 막을 수 있는 차폐막을 개발했다고 9일 밝혔다. 방사선에 포함된 중성자는 원자력 발전, 의료 기기, 항공·우주산업 등에 필수적으로 사용된다. 그러나 유출되면 다른 원자들과의 상호 작용으로 전자 기기나 생명체에 예측하지 못한 현상을 유발하는 위험한 입자다. 연구팀은 2차원 나노물질인 맥신(MXene)의 모체인 맥스(MAX Phase)와 맥신을 직접 합성했다. 여기에 중성자를 흡수할 수 있는 탄화 붕소를 잘게 쪼개 맥신층 사이에 삽입하는 기술을 고안했다. 연구팀은 맥신-탄화 붕소 혼합 용액의 안정성을 높여 큰 면적의 유연하고 가벼운 중성자 차폐 필름을 만들었다. 또 실험을 통해 다양한 물체의 표면에 코팅할 수 있는 기술도 개발했다. 중성자 차폐 코팅막을 입힌 나일론 복합체는 2만번 이상의 굽힘 테스트에서도 최대 98%까지 원형을 유지했다. 특히 밀리그램 단위의 탄화 붕소 사용에도 높은 중성자 차폐율(30㎎ 사용 시 40%)을 보였다고 연구팀은 설명했다. 권순용 교수는 "이번 기술로 원하는 두께
“기존 구리 표면에서의 이산화탄소 촉매 현상의 이해 뛰어넘는 새로운 발견” KAIST 화학과 박정영 교수 연구팀과 광주과학기술원(GIST) 물리·광과학과 문봉진 교수 연구팀이 초미세 계단형 구리(Cu) 촉매 표면이 이산화탄소(CO2) 분자를 보다 효과적으로 분해할 수 있음을 입증했다고 26일 밝혔다. 대기 중의 온실가스를 제거함과 동시에, 미래 청정 연료로 주목받는 메탄올 합성에 필요한 이산화탄소 분해 반응은 탄소중립 달성을 위한 산업계 패러다임 전환 대응에 필요한 핵심 기술이지만, 이산화탄소 분자가 화학적으로 매우 안정된 탓에 공업적으로 유용한 화학 물질로의 전환은 여전히 난제로 여겨졌다. 포집된 온실가스의 전환은 일반적으로 고온・고압의 촉매 화학반응 환경에서 이뤄지고 있다. 보통 구리 기반 촉매물질을 이용하여 이산화탄소 분자가 일산화탄소(CO) 및 산소 원자(O)로 분해할 때 수십 기압에 이르는 고압 반응환경이 요구된다. 따라서, 기존의 촉매 물질을 개선하고 최적의 이산화탄소 전환 반응을 유도함으로써 온실가스의 전환 효율을 획기적으로 높일 수 있는 새로운 촉매의 개발이 필요한 실정이다. 상압 전자터널링 현미경(AP-STM) 기술을 활용해 직접 관찰된 연구
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