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촉매담체용 내열스테인리스강의 개발동향

전문가 제언: ○ 자동차 사용 대수의 증가에 따른 유해 배출물(CO, HC, NOx 등)의 저감화 대책으로서 연료분사와 산소 센서에 의한 연소제어, 정화기 장착에 의한 엔진외부제어, 하이브리드 자동차의 개발 등이 이루어지고 있다.

○ 이중 귀금속촉매에 의한 산화․환원반응으로 배출가스를 무독성가스로 변환하는 정화기(촉매컨버터)의 경우 촉매담체의 박형화에 의한 통기저항의 감소와 허니콤 셀 수의 증가에 의한 유효면적 증대로 정화효율이 크게 향상되고 있다.

○ 현재 촉매담체로는 내열성과 내산화성이 우수한 세라믹(cordierite)이 주로 사용되고 있는데 압출금형의 정밀가공기술에 의하여 셀 벽의 두께가 50㎛인 초박형 담체가 Nippon Denso에서 개발되어 셀 수도 종래의 2배 이상(900개/in) 증가시킬 수 있게 되었다.

○ 그러나 종래의 세라믹담체는 열전도도가 낮아 시동 시에 촉매의 온도가 충분치 못하여 정화특성이 저하하며, 세라믹의 형상가공과 박형화에도 한계가 있어 정화효율의 향상은 주로 촉매컨버터의 구조개선에 의존하고 있다.

○ 이러한 결점을 해결하기 위하여 출현한 것이 내열성과 내산화성이 우수한 고Cr-고Al 스테인리스강 담체로서 현재 가솔린차에 사용되는 담체의 약 10%는 이러한 금속담체이며 디젤차의 탄화수소(HC)와 CO를 개질하는 산화촉매로도 적용이 확대되고 있다.

○ 국내에서도 희토류(Ce)를 첨가한 Fe-Cr-Al합금의 개발과 함께 melt dragging법에 의한 담체용 박스트립의 제조법이 RIST에서 개발되었으며, KIMM에서는 박스트립의 주름성형 및 금속담체의 양산화 공정이 개발되는 등 이 분야의 연구개발이 활발하여 금속담체의 국내 적용이 활성화될 것으로 기대된다.

저자: Kunio Fukuda, Kazuhide Ishii
자료유형: 학술정보