NOx 저장-환원 및 N2O분해를 위한 나노구조 촉매(Nanostructured catalysts for NOx storage-reduction and N2O decomposition)

전문가 제언

□ 현재 대부분의 가솔린 엔진은 공연비가 양론적으로 또는 연료경제를 위해 희박연소 방식을 채택하고 있다. 공연비가 양론비에 가까울 때의 배기가스를 삼원촉매에 의한 미연소 탄화수소, 일산화탄소 및 NOx의 동시제거는 효과적으로 이루어 질 수 있다. 그러나 린번(Lean burn)연소 배기가스 즉 산소가 농후한 배기가스 중의 탄화수소 및 일산화탄소의 삼원촉매에 의한 산화는 효율적으로 이루어지나, NOx 배기가스의 환원은 덜 효율적이므로 이에 대한 촉매개발이 필요하게 된다.

○ 그러므로 희박연소 시 과잉 산소존재 하에 NOx 촉매 또는 NOx 가스 제거를 위한 후처리계통을 개발하지 않을 수 없다.
- NOx 제거에 가장 매력적인 방법은 촉매에 의한 NO의 분해이다. 이는 환원제가 필요 없고 NO는 열역학적로 N2와 O2분해에 불안정하다. 그러나 실제로 이 목적에 적합한 촉매를 아직 확인하지 못하였다. 희박 엔진용 DeNOx 촉매는 희박엔진 후처리기술의 가장 핵심적인 내용으로 많은 노력을 하고 있지만 아직 뚜렷한 성과가 없다.
- 배기가스 중의 산소 또는 분해생성물로부터 산소의 촉매표면의 독작용이 SO2독작용과 함께 주요 문제로 인식하고 있다.
- 그러므로 현재 까지 NOx 배기가스를 환원하는 유일한 방법은 배기가스에 환원제를 주입하는 것이다.
- 희박연소 조건에서 반응의 첫 단계는 NO를 NO2로 산화시키는데 이때 귀금속 촉매가 사용된다. 알루미나와 같은 다공성 담체표면에 NO2가 흡착하여 질산염 종이 표면에 형성된다.
- 농후연소 조건으로 바뀌면 표면의 질산염은 분해 되어 NOx가 방출되고 이어 귀금속 자리에서 환원된다. 이때에 촉매 성분은 온도에 따라 다른 활성을 나타내기 때문에 고온에서 제올라이트계 및 저온에서 귀금속계열의 활성을 고려하여 선택해야 한다.

○ 향후 환경에 대한 배출기준이 강화되는 사회적 압력을 예상해야 하고 이를 만족하기 위해서는 새로운 촉매개발이 요구되고 있다. 즉,
- 산소 과잉 조건에서 NOx환원의 선택적 촉매개발
- SO2존재 하에 NO를 산화시키는 선택적 촉매개발
- 탄화수소와 NOx를 동시에 촉매작용으로 흡수하는 물질개발
- 저온 활성 촉매개발 등이다.

저자

Centi, Gabriele; Arena, G. E.; Perathoner, Siglinda

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2003

권(호)

216(1-2)

잡지명

Journal of Catalysis

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

443~454

분석자

서*석

분석물

• NOx 저장-환원 및 N2O분해를 위한 나노구조 촉매.pdf [190,042 byte]

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