신기술: 새로운 방법으로 폐수를 정화하고 암모니아를 동시에 제조한다

새로운 호 ≪ 자연 · 촉매 ≫ 가 발표한 론문에서 과학자들은 질산염을 함유한 페수를 암모니아와 정화수로 전환시킬수 있는 전기화학방법을 보고하였다.

암모니아는 세계에서 생산량이 가장 큰 화학품 중의 하나이며, 화학비료 등 물질로서의 전 세계 연간 수요량은 1억 8천만 톤에 달한다.암모니아의 생산은 고온과 고압 조건에 의존하고 수소를 원료로 많이 사용하기 때문에 매년 전 세계 CO2 배출의 1.4% 를 기여하고 전 세계 에너지의 2% 를 소비한다.이와 동시에 농업과 공업생산과정에서의 질산염류실은 수자원을 오염시킬수 있다.

기존 전기화학장치에서 생산된 암모니아 용액이 지원 전해질(소금)과 혼합되면 고농도로 농축한 뒤 분리해 암모니아 제품을 확보해야 한다.미국 라이스 대학 팀은 폐수를 암모니아와 정화수로 바꿀 수 있는 3강의 전기 화학 장치를 설계했다.폐수를 장치에 넣고 구멍이 많은 고체 전해질층을 거쳐 질산염 용액을 물과 암모니아 가스로 전환시킨다.질산염 오염물은 물에서 제거되고 암모니아 가스가 동시에 발생하여 더 이상 정화할 필요가 없다.이 과정은 매우 효과적이며 산업 폐수의 일반적인 질산염 농도, 즉 2000ppm (1ppm은 백만 분의 1) 에서 전해질을 추가로 지원할 필요 없이 정화수와 암모니아 가스를 생성 할 수 있습니다.

연구진은 이 장치가 더 환경친화적인 암모니아 생산 방식을 구현하는 동시에 폐수 처리에도 도움이 된다고 결론지었다.그러나 그들은 또한 이러한 성과는 실험실 설치에 기반하고 있으며 향후 연구에서는 실제 응용에서이 장치의 적용성을 평가해야한다고 언급했다.