생기원, 금속 구조체 기반 SCR 촉매 제조기술 개발

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국내 연구진이 금속 구조체를 활용한 선택환원(SCR) 촉매를 개발했다. 기술을 이전받은 기업은 내년 초 세계 첫 상용화할 계획이다.

한국생산기술연구원(원장 이성일)은 임동하 에너지플랜트그룹 박사팀이 금속을 구조체로 이용한 SCR 촉매 및 촉매 물질을 개발했다고 8일 밝혔다.

생기원이 개발한 금속 구조체 기반 SCR 촉매
<생기원이 개발한 금속 구조체 기반 SCR 촉매>

SCR 촉매는 자동차나 선박, 공장 설비에 적용해 연소공정에서 발생하는 유해물질을 걸러내는 역할을 한다. 화학반응으로 질소산화물(NOx)을 비롯해 고농도 미세먼지를 줄여준다.

기존 SCR 촉매에는 세라믹을 주로 이용했다. 세라믹 촉매 구조체에 촉매 물질(슬러리)을 바르거나, 세라믹과 촉매 물질을 결합해 도자기처럼 구워내는 방식이다.

문제는 세라믹 소재의 강도가 약하다는 점이다. 쉽게 부서져 촉매 성능이 떨어지기 쉽다. 구조체를 두껍게 만들어야 해 부피 대비 촉매 반응 표면적도 좁다.

연구팀은 얇게 핀 금속으로 세라믹을 대체, 문제를 해결했다. 이를 원형으로 말면서 유해물질과 반응하는 특수한 구조형상을 구현하는 방법을 썼다.

내구성이 가장 큰 특징이다. 강하고 열전도성이 뛰어나 오랫동안 성능을 유지한다. 얇은 금속판을 이용해 표면적도 세라믹 기반 구조보다 넓다.

임동하 생기원 에너지플랜트그룹 박사
<임동하 생기원 에너지플랜트그룹 박사>

연구팀은 구조체 표면에 촉매물질을 안정적으로 부착하는 간단 공정기술도 개발했다. 기존 세라믹 기반 구조체는 촉매물질이 잘 달라붙도록 하는 추가 공정이 필요했다.

매끈한 표면을 물리·화학 공정으로 갈아내는 방법을 썼다. 연구팀은 특수 코팅 물질을 더해 촉매물질이 어떤 추가 공정 없이 촉매 구조체에 결합되게 했다.

연구팀은 또 촉매물질이 기존 300~350도가 아닌 150~200도 저온에서도 유해물질과 반응하도록하는 기술도 개발했다고 설명했다.

임동하 박사는 “현재 실증 연구 단계만 남겨놓고 있다”며 “이미 SCR 기업인 파나시아에 일부 기술을 이전했고, 내년 초 상용화 할 계획”이라고 말했다.

SRC 시스템 세계 시장 규모는 오는 2020년 약 9조원에 달할 전망이다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com