KIST "초미세먼지 줄이는 금속화합물 촉매 개발"

극한소재연수센터 하헌필 박사 "극한조건 내 탈질공정 충족시킬 수 있다"

한국과학기술연구원(KIST)은 극한소재연구센터 김종식·하헌필 박사팀이 금속 화합물에 기반한 신탈질촉매를 개발했다고 15일 밝혔다.

신탈질촉매는 배기가스에 포함된 초미세먼지를 줄이는 기술인 '탈질촉매' 공정에 사용되는 물질이다.

탈질촉매는 초미세먼지를 발생시키는 질소산화물(NOx)을 질소로 환원해 대기 환경을 개선한다.

촉매는 스스로 변환되지 않으면서 자신을 제외한 다른 물질들끼리 화학 반응이 일어나도록 돕거나 제어하는 물질을 말한다.

기존 탈질 촉매는 바나듐, 전이금속, 희토금속 등의 산화물을 선정한 후 이를 물리적으로 조합했다.

KIST 연구진은 이와 달리 바나듐과 금속 산화물을 화학적으로 융합해 금속 화합물인 '바나데이트'를 생성했고, 이에 기반해 촉매를 개발했다고 설명했다.

KIST에 따르면 이 바나데이트 촉매는 기존 촉매보다 표면 내구성이 좋고 질소 환원 성능이 우월하다.

KIST 연구진은 이 바나데이트 촉매가 표면 온도를 높일수록 질소산화물의 분해를 돕는 '탈질율'을 증가시켰음을 확인했다고도 했다.

연구진은 이 바나데이트 촉매 표면에 황과 산소를 융합시켜 만든 황산염·아황산염 등을 접목했고, 이렇게 황산염을 포함한 바나데이트 촉매는 210℃ 온도에서 상용 촉매보다 30% 높은 탈질율을, 220℃ 이상에서 상용 촉매 대비 100% 높은 탈질율을 제공했다고 설명했다.

하헌필 박사는 "이번 연구결과는 온도가 낮거나 촉매가 비활성화되기 쉬운 극한조건 내 탈질 공정의 다양한 요구를 충족시킬 수 있는 기술"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 화학분야 국제 학회지 'ACS 카탈리시스'(ACS Catalysis) 및 '물질화학'(Chemistry of Materials) 최신 호에 게재됐다.

/연합뉴스