“정부 출연연구기관 물질 특허 개발, 중소기업-대기업 상용화 협력 본보기”
원가 절감ㆍ친환경 탈질촉매 통해 가격ㆍ성능ㆍ내구성 3가지 경쟁력 확보
［헤럴드경제=신상윤 기자］대기오염의 주범인 질소산화물을 처리하는 새로운 촉매 기술을 국내 연구진이 개발했다. 새 기술은 기존 제품보다 가격을 획기적으로 낮추면서도 효율성과 내구성이 개선돼 외산(外産)에 의존했던 촉매의 국산화를 가능하게 할 것으로 기대된다.15일 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면 다원물질융합연구소의 하헌필<사진> 박사팀은 고가의 텅스텐 등 희소금속 대신 가격이 싼 비전이(非轉移) 금속 조촉매를 사용, 친환경적인 탈질촉매(질소산화물 환원촉매)를 개발했다.
질소산화물은 연료의 연소 과정에서 필연적으로 생성돼 산성비와 온실가스를 형성, 오염물질로 대두되고 있다. 최근에는 질소산화물의 배출 규제가 엄격해지고 배출 가스의 처리 환경이 까다로워져 탈질촉매 기술 개발이 활발히 이뤄지고 있다.
현재 탈질촉매로는 타이타니아 위에 바나듐을 첨가해 활성물질로 사용하는데 내구성이 약하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 값비싼 텅스텐이나 몰리브덴 같은 희소금속을 다량 첨가한 외국산 촉매가 주로 사용돼 왔다.
그러나 하 박사팀이 개발한 촉매는 비전이 금속 조촉매를 사용해 최종 촉매가격이 기존 촉매보다 30% 이상 저렴하다. 또 낮은 온도에서도 높은 촉매활성이 입증됐다. 철 제조 공정 중 오염물질이 가장 많이 배출되는 소결로는 촉매의 작동온도가 250도 수준의 저온이어서 이러한 환경에 맞춘 촉매가 필요하다.
하 박사팀은 이 물질에 대해 물질특허를 취득한 뒤 이를 탈질촉매 전문 제조사인 대영씨엔이에 이전했다. 이 회사는 물질특허를 기반으로 포스코와 손잡고 소결로 배연가스 처리용 탈질촉매모듈 개발을 위한 상용화 연구를 수행했다.
실제로 포스코의 소결로 배연가스 처리장치 내에 장착해 비교실험한 결과 새 촉매가 외국산보다가격, 성능, 내구성 면에서 모두 경쟁력이 뛰어난 것이 확인됐다. 이에 따라 포스코는 해당 촉매를 소결로에 장착해 올해 말부터 사용하기로 했다.
하 박사는 “고가의 외국산 촉매를 대체하기도 했지만 정부 출연 연구기관, 중소기업, 대기업이 상생 협력하는 선순환 구조를 만들어냈다는 점에 의미가 있다”고 말했다.
이번 연구성과는 KIST 기관고유사업ㆍ중소기업청 구매조건부사업을 통해 수행되었으며, 한국, 중국, 유럽에 특허 등록ㆍ출원됐다.
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