[요소수] 원료 암모니아, 알고 보니 탄소중립 위한 친환경 에너지원!

요소수 만드는 암모니아, 알고 보니 탄소중립 위한 친환경 에너지원!
한화솔루션ㅣ2021. 11. 10. 15:52

 

암모니아 하면 가장 먼저 떠오르는 것은 바로 화장실 냄새입니다. 지독하면서도 코를 찌를 듯한 냄새로, 주로 비료에 사용되는 걸로 알고 있습니다. 최근 요소수 품귀현상에 따라 요소수 원료가 되는 암모니아에도 관심이 몰리고 있습니다. 소변이 암모니아라고 많이들 생각하실 수 있지만, 암모니아는 석탄에서 추출한 화학물질로 비료와 플라스틱, 폭발물, 의약품 등을 제조하는데 사용되고 있습니다. 또한 온실가스 없는 친환경 에너지원으로도 주목받고 있습니다. 오늘은 우리가 몰랐던 암모니아에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

강렬한 냄새의 주인공, #암모니아란?

 

▲ 출처: ko.depositphotos.com

 

암모니아는 질소(N)와 수소(H)로 이뤄진 화합물로, 분자식은 NH3 입니다. 실온에서는 무색의 기체로 존재하며, 자극적인 냄새가 납니다. 식물이 자라는 데 꼭 필요한 요소 중 하나가 바로 질소인데, 이 때문에 암모니아는 합성비료를 만드는 주요 원료가 됩니다. 암모니아는 끓는 점이 높아 쉽게 액화되는 성질을 지니고 있는데, 기화되면서 흡수하는 열이 많아 냉각제로 사용되기도 하며, 다양한 화학제품 생산에 원료로 사용되고 있습니다. 또한 암모니아에서 질소만 떼어내면 수소를 만들어 낼 수 있어, 새로운 에너지 자원으로 부각되고 있습니다.

 

암모니아로 달리는 #자동차

 

▲ 암모니아로 달리는 자동차 /출처: TOYOTA

 

최근 암모니아는 수소와 함께 차세대 에너지원으로 떠오르고 있습니다. 암모니아는 연소 시 수소와 질소만 생산하기 때문에 지구 온난화를 일으키는 이산화탄소를 배출하지 않습니다. 수소에 비해 제조와 저장, 수송과정이 단순하고 비용도 저렴해 경제성이 우수합니다. 또한 가솔린에 비해 폭발 가능성이 낮아 안전한 에너지로도 평가받고 있습니다.

 

▲ 암모니아로 가는 선박 /출처: maritime-executive.com

 

영국 과학기술시설위원회(STFC) 연구진은 항공유 대신 암모니아를 연료로 사용하는 제트엔진을 개발하고 있으며, 한국에너지기술연구원은 암모니아 70%와 가솔린 30%을 혼합한 연료로 자동차를 타고 시속 60~70km로 주행하는 시험주행까지 마쳤다고 합니다. 언젠가 암모니아로 항공, 선박, 그리고 자동차까지 운행할 수 있는 날이 올 것 같네요.

 

암모니아, #수소를 운반하다!

 

▲ 수소 저장 및 운반 이미지 /출처: bronkhorst.com

 

암모니아는 수소를 저장하고 이동시키는 운반체로서, 수소경제로 전환되고 있는 시점에서 중요한 물질로 주목받고 있습니다. 수소는 운반과 저장이 까다롭기 때문에 고압기술로 압축하거나 저온 상태에서 액체로 저장에 수송해야 하는데, 암모니아는 액화수소보다 1.5배 많은 용량의 수소를 저장할 수 있기 때문입니다.

 

암모니아로 #그린 수소 만든다!

 

▲ 그린 수소 이미지 /출처: offshore-energy.biz

 

수소는 연소 시 이산화탄소를 배출하지 않아 친환경 에너지원이라고 생각되고 있지만, 수소를 생산하는 방식 중 화석연료를 사용한 개질방식을 대부분 사용하고 있어 완전한 친환경이라 할 수는 없습니다. 따라서 생산과정에서 탄소를 전혀 배출하지 않고 생산하는 ‘그린 수소’를 만드는 데 집중하고 있는데요. 최근 암모니아에서 고순도 수소를 뽑아내는 그린수소 기술 개발에 성공했다는 반가운 소식이 있습니다. 한국에너지기술연구원은 지난 8월 암모니아 분해 촉매 반응기를 이용해 시간당 약 1.8 kg의 고순도 수소를 생산할 수 있다고 밝혔습니다.

 

탄소중립을 위한 #그린 암모니아

 

▲ 그린 암모니아 생산 이미지 /출처: www.weforum.org

 

탄소배출을 줄이기 위해서는 향후 암모니아의 역할이 더욱 중요하다는 것을 알 수 있습니다. 그린암모니아는 이산화탄소 배출 없이 재생에너지로 생산한 그린수소로 만든 암모니아를 의미합니다. 한화솔루션은 지난 7월 ‘그린 암모니아’ 기술 개발을 위해 ‘탄소중립을 위한 그린 암모니아 협의체’ 협약식에 참석하고 그린 암모니아의 생산부터 운송, 추출, 활용 등 기술개발을 위한 기관 및 기업간의 유기적인 협력 체계를 구축하는 데 앞서 나갈 예정입니다.

 

☞ 출처: https://www.chemidream.com/2767 [한화솔루션 케미칼 부문 공식블로그]