경희대, 저온에서 유해가스 저감에 탁월한 신촉매 개발…성능·내수성·내구성 높아

김종식 경희대 화학공학과 교수(오른쪽)가 연구팀과 개발한 질소산화물 기반 유해 가스 저감 촉매 중요성에 대해 설명했다.

경희대(총장 김진상)는 김종식 화학공학과 교수 연구팀이 공장, 발전소, 선박, 자동차 등에서 나오는 질소산화물(NOX) 기반 유해 가스를 효과적으로 줄일 새로운 촉매를 개발했다고 20일 밝혔다.

이번 연구로 대기 오염을 줄이는 데 큰 도움이 될 전망이다.

공장과 자동차에서 나오는 질소산화물은 대기 오염의 주원인으로, 이런 유해가스는 산성비와 미세먼지를 유발하고 오존층을 파괴한다.

이 같은 문제 해결을 위해서는 질소산화물을 무해한 물과 질소로 바꾸는 선택적 촉매 환원(SCR) 공정이 사용된다.

하지만 SCR 공정은 저온에서 질소산화물 저감 효율이 떨어져 효과적인 배기가스 처리가 어렵다. 이에 저온에서 SCR을 효율적으로 구동시키기 위해서는 새로운 촉매가 필요한 상태다.

김 교수팀은 배기가스 내 인산 유도체를 활용해 망간 바나데이트(Vanadate) 촉매표면 특성을 미세 개질해 가혹한 저온 SCR 구동 조건에서도 탁월한 성능, 내수성 및 내구성을 보이는 새로운 촉매군을 개발했다. 기존의 황산 유도체로 미세 개질된 촉매군과는 확연히 구분되는 인산 유도체 기반 촉매군의 우월성을 증명했다.

김 교수팀은 이후 대기, 수자원, 에너지 및 산업계의 환경오염 이슈 해결에 힘쓸 계획이다.

김종식 교수는 “새로 개발된 촉매군은 상용촉매, 연구실에서 개발한 다른 촉매군 대비 220도에서 성능이 20% 이상 증가했다”며 “600도에서 150시간 동안 수열 처리 후에도 성능이 유지됐다. 또 1.5~2.5배 높은 내구성을 보여 실제 산업 환경에서 사용 가능성을 높였다”고 말했다.

연구는 우수성을 인정받아 국제학술지 'Journal of Materials Chemistry A'에 9월 18일 게재됐다.

용인=김동성 기자 estar@etnews.com