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직접분사 가솔린 엔진의 효율과 배출 개선

전문가 제언: ○ 자동차의 배기가스로 배출되는 질소 산화물( NO)과 분진은 인체에 해를 가하는 물질로서 자동차 산업의 발달과 함께 강력한 규제 대상이 되고 있고, 따라서 이에 대한 연구 개발이 다방면으로 진행되고 있다. 대표적인 방법 중에 하나는 배기가스 재순환이라고 부르는 EGR이 널리 연구되고 개발되고 있다.

  ○ EGR은 기본적으로 NO 배출을 줄이는 기술로 엔진의 배기가스 일부를 다시 엔진 실린더로 재순환시켜 작동하게 한다. 연소실로 다시 들어 온 배기가스는 흡입 공기보다 뜨겁고 질소 가스를 희석시키며 불활성 가스를 공급하게 되어, 연소열을 흡수하면서 실린더 피크 온도를 낮추어 주고 있으며, 이로 인하여 높은 온도에서 생성되는 질소산화물을 줄이게 된다.

  ○ 일반적으로 EGR 등의 방법은 주로 디젤 엔진의 배기가스 정화를 위하여 연구되고 있고, 디젤 엔진에서 배출되는 분진을 제거하는 방안으로, 선별적인 촉매 감소 방법, 디젤 산화 촉매, 디젤 분진 필터 등의 방법이 사용되어 왔으며, 필터링 효과가 좋은 것은 주기적인 재생 과정을 거쳐야 하는 점도 있었다. 최근에는 분진 산화 촉매(POC) 방법도 연구되고 있는데 이 POC의 기질로 사용되는 것으로는 세라믹이나 금속 폼(foam), 그리고 금속 플리스(fleece), 와이어 메시 등이 있다.

  ○ 논문에서는 이러한 기존의 EGR 방법에 수소를 가미 시킨 개조된(reformed) REGR을 사용하여 질소산화물과 배기가스의 분진을 감소시키는 시도를 하고 있다. 특히 이것은 직접 분사 가솔린 엔진에 적용한 것으로 일반적으로 EGR이 디젤엔진을 목표로 한 것과는 달리, 이러한 연구도 많지는 않다.

  ○ 우리나라의 자동차 엔진 배기가스 정화에 대한 연구 개발은 상대적으로 미미한 수준에 있어 발표된 내용이 별로 없는 상황이다. 엔진 자체의 연소 효율 증진 개발과 함께 발전하는 자동차 산업과 병행하여 연소 가스의 후처리 즉 배기가스의 정화에도 관심을 가질 필요가 있다.