MIT(Massachusetts Institute of Technology)의 연구팀은 기존의 화석 연료 발전소를 사용하지 않고 비료의 핵심 성분인 암모니아를 생산하는 획기적인 접근 방식을 고안했습니다. 이 새로운 방법은 지구의 천연 자원을 거대한 화학 반응기로 활용하여 지하에서 발견되는 열, 압력 및 광물을 활용하여 효율적이고 배기가스가 없는 방식으로 암모니아를 생성합니다.
현재 암모니아 생산은 온실 가스 배출의 중요한 원인이며 화학 산업에서 가장 큰 부분을 차지합니다. 전통적인 방법인 하버-보쉬 공정은 높은 온도와 압력을 필요로 하기 때문에 에너지 집약적이고 화석 연료에 의존합니다.
MIT 연구팀은 질소원과 금속 촉매 입자를 운반하는 물을 지하 깊은 곳에 있는 철이 풍부한 암석층에 주입하는 솔루션을 제안합니다. 이 물은 철과 반응하여 깨끗한 수소를 생성하고, 이후 질소와 결합하여 암모니아를 형성합니다. 그런 다음 별도의 우물은 암모니아를 수집을 위해 표면으로 펌핑합니다.
이 과정은 온실 가스 배출을 줄일 수 있는 엄청난 가능성을 가지고 있습니다. 암모니아 자체는 탄소가 없지만 하버-보쉬 공정은 일반적으로 수소가 생성되는 방식, 종종 메탄 가스의 분해를 통해 상당한 CO2를 배출합니다. MIT 팀의 방법은 지층에서 직접 수소를 생성하여 화석 연료의 필요성을 제거함으로써 이 문제를 해결합니다.
“우리는 지구를 깨끗한 수소 흐름을 생산하는 공장으로 사용할 수 있습니다”라고 MIT의 재료 과학 및 공학 교수이자 이 프로젝트의 핵심 연구원인 Iwnetim Abate는 설명합니다.
이 접근 방식의 또 다른 장점은 작은 분자로 인해 악명 높은 수소 포집 및 저장 문제를 우회할 수 있다는 것입니다. 연구원들은 수소를 지하에서 암모니아로 변환함으로써 암모니아를 운반하고 취급하기 위한 기존 인프라를 활용할 수 있으며, 이는 훨씬 쉽고 저렴합니다.
MIT 팀의 방법은 또한 폐수 관리를 해결할 수 있는 기회를 제공합니다. 농업 유출수로 인한 질소가 풍부한 처리되지 않은 폐수는 잠재적으로 암모니아 생산을 위한 수원으로 사용될 수 있습니다.
“우리는 폐수 처리 문제를 해결하는 동시에 이 폐기물로부터 가치 있는 것을 만들 수 있습니다”라고 Abate는 말합니다.
이 프로젝트는 해당 분야의 전문가로부터 긍정적인 피드백을 받았습니다. MIT의 교수이자 공동 소장인 예밍 치앙(Yet-Ming Chiang)은 이 접근법의 참신함을 강조한다: “나는 이전에 지구를 화학 반응기로 고의적으로 사용한 어떤 예도 없었다고 생각한다.”
MIT에 새로 설립된 기후 프로젝트의 미션 디렉터인 엘사 올리베티(Elsa Olivetti) 교수는 팀의 창의성에 박수를 보내며 잠재적인 영향을 강조합니다. “이 팀의 창의적인 사고는 MIT가 대규모로 영향을 미칠 수 있는 능력에 매우 중요합니다.
이 기술은 아직 초기 단계에 있지만 초기 발견은 유망합니다. 연구팀은 향후 1-2년 이내에 실제 지하 환경에서 이 프로세스를 테스트할 수 있을 것으로 확신합니다. 그들은 또한 특허를 출원했으며 상업적 사용을 위해 기술을 확장하기 위해 노력하고 있습니다.
