호주는 농업 부문의 수요를 충족하기 위해 수입 요소에 크게 의존하고 있으며 2024년에는 약 380만 톤을 수입합니다. 동시에 여러 부문에 걸쳐 산업 배출을 줄여야 한다는 압력이 커지고 있습니다. 뉴사우스웨일스 대학의 연구원들은 폐기물 이산화탄소와 질소 오염 물질을 요소 비료로 전환하는 기술을 개발하여 두 가지 문제를 모두 해결하려고 노력하고 있습니다. 이를 통해 잠재적으로 환경에 미치는 영향을 줄이면서 필수 농업 투입물의 국내 공급원을 만들 수 있습니다.
실험실 벤치에서 산업 규모까지
실험실 단계에서 끝나는 일반적인 기초 연구와는 달리 UNSW 팀은 산업 규모의 번역을 적극적으로 추구하고 있습니다.{0}} 연구원들은 확장 가능한 요소 생산을 위한 벤치마크로 간주되는 장치인 요소 전해조를 사용하여 배출물을 대규모로 비료로 전환하는 타당성을 테스트하고 있습니다. 실제 조건에서 재료가 어떻게 작동하는지 이해하기 위해 팀은 호주 싱크로트론에서 고급 전자{4}}빔 특성화를 사용했습니다. 이 기술을 통해 실시간으로 화학 반응을 관찰하여 미래 산업 구현을 위한 중요한 데이터를 생성할 수 있습니다.
프로젝트 책임자인 Daiyan 박사는 특히 통제된 실험실 조건에서 산업 환경으로 확장할 때 선택성과 효율성을 보장하려면 신중한 촉매 엔지니어링과 실시간 모니터링이 필수적이라고 강조합니다.{1}}
호주의 요소 의존도 해결
주요 농업 수출국임에도 불구하고 호주는 국내적으로 충분한 요소를 생산하지 못하여 이 부문이 글로벌 시장 변동에 취약합니다. "이러한 의존성은 안타까운 일이자 전략적 취약성입니다."라고 Daiyan 박사는 말했습니다. 재생 가능한 전기와 폐탄소를 사용하여 현지에서 깨끗한 요소를 생산함으로써 국가는 수입 의존도를 줄이고 공급망 탄력성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 이 접근 방식은 배출에 대한 규제 조사가 증가하는 것과 일치하며, 이제는 이산화탄소를 넘어 다른 질소- 기반 오염 물질도 포함하도록 확장됩니다.
이 연구는 순환 화학 원리가 어떻게 시멘트 공장과 농업 잔여물에서 나오는 폐기물 흐름을 비료 생산에 통합하여 환경 문제를 상업적으로 가치 있는 제품으로 전환할 수 있는지를 강조합니다.
탄소 포집 및 전환 접근법
직접 공기 포집 기술과 달리 UNSW 방법은 산업 및 생물 발생원에서 발생하는 불가피한 배출물을 사용하는 데 중점을 둡니다. 초기 실험실 테스트에서는 선택성 측면에서 유망한 결과가 나타났으며, 이는 기존 산업 운영에서 발생하는 CO2가 효과적으로 요소로 변환될 수 있음을 시사합니다. 이 프로젝트는 아직 개발 중이지만 탄소 및 질소 오염 물질을 농업, 화학 및 연료 생산에 필요한 재료로 전환하는 실용적인 경로를 나타냅니다.
Daiyan 박사는 UN 기후 변화 회의에서 이러한 연구 결과를 발표하면서 순환 경제 솔루션에 대한 투자를 옹호했습니다. "주변에는 이산화탄소가 충분합니다. 우리는 순환 경제에 대해 생각하고 투자하기 시작하면 됩니다."라고 그는 말했습니다.
타임라인 및 산업 전망
실험실 프로세스를 산업 응용 분야로 확장하는 데는 일반적으로 10년 이상이 걸리지만 UNSW 팀은 이 기간을 단축하는 것을 목표로 합니다. Daiyan 박사는 2~3년 내에 프로젝트가 파일럿- 규모의 시험을 시작할 수 있는 업계 파트너를 확보할 수 있을 것으로 추정합니다. 성공하면 배출-집약적 산업이 환경 목표를 달성하는 동시에 폐기물 흐름에서 가치를 창출할 수 있음을 보여줄 것입니다.
궁극적으로 이 연구는 산업 생산을 재편성할 수 있는 순환 화학의 잠재력을 보여줍니다. 폐기물 탄소와 질소를 비료로 전환함으로써 호주는 국내 공급망을 강화하고 배출량을 줄이며 보다 지속 가능한 화학 부문에 기여할 수 있습니다. Daiyan 박사는 "실시간 특성화와 사려 깊은 촉매 엔지니어링이 결합되어 환경 문제를 기회로 바꿀 수 있습니다."라고 말했습니다.
