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귀금속 절약 배기가스 정화용 촉매의 개발

전문가 제언: ○ 가솔린 엔진의 배기가스 정화용 촉매에는 탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물 등의 유해물질을 물과 이산화탄소, 질소 등으로 변환하여 무해화 하는 3원 촉매로 불리는 촉매가 사용된다. 또한 디젤 엔진의 배기가스 용 촉매로는 산화촉매(DOC), PM(입자상 물질) 연소촉매, NOx 환원촉매(deNOx) 등 다수의 촉매가 사용된다.

○ 일반적으로 3원 촉매에는 백금, 로듐, 팔라듐 등의 귀금속을 표면에 분산시킨 알루미나 혹은 세리아를 코디어라이트 하니컴 기재나 메탈 하니컴 기재에 도포하여 배기가스 정화용 촉매로서 사용하고 있다. 특히 귀금속 담체로 사용되는 세리아는 산소 흡장능을 가진 조촉매이다.

○ 환경문제가 심각해짐에 따라 규제치가 엄격해지고 자동차 보급 확대, 그린 디젤화에 따른 촉매의 부하 증대 등 배기가스 촉매 중의 귀금속 수요는 증가되고 있으며 차량가격에 대한 귀금속 가격이 점하는 비율도 대폭 상승할 것 예상되어 귀금속 사용량 저감을 위한 기술개발이 요구되고 있다.

○ 본고는 결정 조직을 치밀하게 제어한 철계 산화물에 귀금속을 담지한 ‘신형 촉매재료’의 개발을 보고한 것으로, 귀금속의 신터링을 억제하기 위한 상호작용의 강화나 산화물 자체의 내열성을 향상시키는 방법으로 촉매의 성능을 향상시키는 새로운 개념에 근거를 두고 개발을 추진하여 귀금속 사용량을 줄이면서도 배기가스 제거성능을 개선하는 촉매를 개발하고 사업화를 추진하고 있다.

○ 자동차의 급속한 증가와 환경 규제의 강화로 저가의 촉매기술 개발에 대한 기대가 높아지고 있다. 본고에서 소개하는 새로운 촉매는 일본에서 개발되었으나 신흥시장의 실질적인 배기가스 처리용 촉매 표준이 될 가능성이 있는 것으로 평가되고 있다. 이륜차용으로 시작하였으나 4륜 자동차용으로 개발이 진행되고 있는 이 촉매 기술은 국내 자동차 관련 업계는 물론 촉매 개발 연구기관에서도 높은 관심을 가지고 대처해야 될 기술로 생각된다.

저자: Wataru Ito et al
자료유형: 학술정보