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희박연소 내연기관의 배기가스에서 CO와 탄화수소를 제거하는 방법

전문가 제언: ○ CO와 HC의 산화촉매로는 단연 백금이 꼽히고 실제로 디젤엔진의 배기가스 처리용 디젤산화촉매(DOC)에 없어서는 안 될 물질로 사용되고 있다. 세계 각국의 자동차 메이커가 DOC 촉매에 백금을 쓰지 않는 촉매를 개발하려고 애를 쓰고 있으나 현재 백금 이상의 성능을 내는 무백금 촉매는 개발되지 못한 것으로 알고 있다. 이런 때에 백금을 기반으로 하는 촉매로 특허 출원이 된 것은 매우 흥미로운 일이다.

○ 특히 발명의 내용에서 관심을 끄는 부분은 디젤 배기가스 중 희박 NOx 처리를 위한 희박-농후 싸이클 운전의 LNT 방식이 DOC에 적용될 뿐 아니라 농후 싸이클이 촉매의 재생에 그치지 않고 활성을 증가시키는 역할을 하도록 세리아(산화세륨)를 도입한 것이 이 발명의 핵심적 요소의 하나라는 생각이다.

○ 또 하나의 핵심 요소는 희박 운전 동안에 250℃ 범위(최대 350℃) 안에서 한계 온도를 설정하고 그 온도에 도달하면 농후 운전으로 돌려서 촉매의 온도 상승으로 인한 열화 혹은 열수노화를 방지해주도록 하는 것이 이 발명의 다른 핵심 요소이다. 이 농후 운전은 명세서에서 재생 혹은 활성화라는 용어를 쓰고 있는데 재생이라는 말보다는 활성화라는 용어가 더 적절한 것으로 판단된다. 그 증거로는 농후 과정을 거치고 나면 CO 산화에 대한 라이트오프 온도가 훨씬 낮아지는 결과가 이를 대변해 주기 때문이다.

○ 그러나 희박연소 엔진이 부하가 많이 걸리는 운전 중인 경우 배기가스 온도가 매우 높아질 것이 예상되는데 이 촉매의 농후 운전으로 촉매의 저온 유지가 가능할지, 아니면 희박운전 싸이클 시간이 매우 짧아져서 연비의 손실이 오지 않을지가 의문이다.

○ 이 발명의 출원인은 엥겔하드(현재는 BASF), 존슨머씨(Johnson Mathey)와 더불어 세계 굴지의 자동차 촉매회사의 하나인 유미코어(Umicore)라는 회사로 무백금 촉매를 찾고 있는 와중에 백금 촉매를 새롭게 개발하고 있다는 것은 매우 큰 의미로 받아들여야 할 것이다.

저자: UMICORE AG &CO KG？[DE]
자료유형: 니즈특허정보