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자동차 배기가스 정화촉매의 개발

전문가 제언: ○ 가솔린 엔진의 가스 중에 포함된 유해성분은 미연소 성분인 HC, CO와 고온 연소에서 생성되는 NOx이다. 자동차 촉매는 CO와 HC를 산화하여 이산화탄소와 물로 변화시키는 동시에 NOx을 환원하여 무해한 질소와 산소로 변하는 기능을 가지고 있어 삼원촉매(Three-way Catalyst)라 부른다. 현재 여러 가지 촉매가 개발되어 환경보호에 기여하고 있다.

○ 자동차 촉매는 허니콤 구조의 담체에 촉매성분인 산화물과 귀금속을 코팅한 것이며, 배기가스와 촉매를 효과적으로 접촉시키는 역할을 한다. 이는 산화물의 조성, 합성방법, 귀금속을 함유시키는 방법에 따라 성능차이가 있는 기술이다. 또한 배기가스 규제강화로 촉매 사용량이 급격히 증가하고 있어 귀금속의 유효한 이용을 위한 기술 개발도 중요한 과제이다. 이 문헌은 정화촉매 재료에 대한 연구동향을 설명하고 있다.

○ 자동차 배기가스 촉매에 사용되는 귀금속은 Pt, Pd, Rh의 3종류이며 세계 귀금속 수요 중에서 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 자동차 촉매수요는 배기가스 규제강화에 따라서 크게 변동이 되기 때문에 화학, 치과용, 전자, 보석 등의 수요에 큰 영향을 미친다. 따라서 새로운 기술에 의해 이의 사용량을 절감하는 것이 급선무이다.

○ 정화촉매는 가솔린 자동차용과 디젤자동차용으로 구분할 수 있다. 세라믹스 담체는 미국 Corning, 일본 NGK, Denso 등에서 생산하고 있다. 이들 회사가 시장을 장악하고 있으며, 국내에서는 (주)세라컴에서 코디어라이트질 담체를 개발하여 생산하고 있다. 그 외 촉매용 귀금속도 국내에서 생산하고 있다. 그러나 전기자동차의 등장으로 업계에서 과감한 투자를 망설이고 있다

○ 정화촉매와 관련된 연구는 담체개발과 귀금속 저감, 대체 및 리사이클에 대한 연구가 중요하다고 생각된다. 담체는 원료 조합기술은 있으나 장비나 성형기술이 부족한 실정이다. 촉매 개발은 재료탐색, 반응연구, 열화연구 등을 산학연 협동으로 진행하는 것이 필요하다고 본다.

저자: Shinichi Matsumoto
자료유형: 학술정보