- Electrochemical reduction of nitrate to Ammonia: Recent progress and future directions

- Nam Hoang Truong, Jin-Soo Kim, Jonghun Lim*, Hyeyoung Shin*

- Chemical Engineering Journal, 2024, 495, 153108 (IF : 13.3)

- https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153108

기존 암모니아 생산법인 하버-보슈 공정법 (Harber-Bosch process)은 상당한 에너지를 요구하고 화석 연료 연소로 인한 대량의 이산화탄소를 배출한다는 문제점이 있습니다. 이를 해결하기 위해 친환경적으로 암모니아를 생산할 수 있는 전기화학적 질소 환원 반응 (eNRR)이 제기되었으나 이 역시 질소의 삼중결합을 끊는 과정에서 많은 에너지가 요구되고 반응속도와 생산효율이 낮다는 한계점을 가지고 있습니다. 이를 개선하기 위해 질산염 전기화학적 환원 반응 (eNO₃RR)이 새로운 암모니아 생산법으로 떠오르고 있습니다. 이 공정은 잔류 질산염을 전기화학적으로 환원하여 암모니아를 생산하는 방법으로, eNRR 보다 더 낮은 에너지를 요구하며 암모니아 생산 효율이 더 높다는 장점을 가지고 있습니다. 본 리뷰 논문에서는 eNO₃RR 촉매 설계 전략으로 도핑, 합금화, 결함 형성, 하이브리드화 그리고 단일 및 이원자 촉매를 소개하며 이를 통해 반응의 선택성과 효율성이 향상됨을 확인하였으며, 각 설계 전략의 기술적 한계와 개선방안을 통해 eNO₃RR의 산업적 확장 가능성을 제시하였습니다.