7일 한국화학연구원에 따르면, 2018년부터 '요소수 대체 신개념 촉매 원천기술 개발'을 추진하고 있다.
요소수는 디젤 차량에서 나오는 배출가스의 일종인 질소산화물을 질소와 물로 바꿔주는 일종의 환원제다. 버스나 트럭 등 디젤차에 의무적으로 장착하는 '배출가스 저감장치(SCR)'에 요소수를 반드시 주입해야 하는데, 물에 요소(암모니아)을 혼합해 만든다.
일부에선 요소가 암모니아에서 만들어져 요소수를 대신해 암모니아를 쓰는 방식이 제기되고 있지만, 이는 기술적으로 실현하기 어렵다. 암모니아는 상온에서 기체 상태로, 차량에 활용할 경우 폭발 위험이 있고, 암모니아 탱크를 차량에 별도로 다는 것은 불법이기 때문이다.
화학연은 이런 요소수를 아예 사용하지 않는 '비요소수계 촉매' 개발을 추진하고 있다. 운전자가 직접 요소수를 차량에 주입하지 않고, 상용 차량 내 설치된 촉매 컨버터(자동차 배기가스 저감 장치)에 요소수를 대체하는 촉매를 주입해 질소산화물을 걸러내는 방식이다.
이렇게 되면 요소수 사용하지 않아도 되고, 배출가스 저감장치 구성을 한결 단순화시켜 관리도 쉬워진다는 게 연구팀의 설명이다.
허일정 화학연 환경자원연구센터장은 "이 방식은 현재와 같은 요소수 주입에 비해 질소산화물 제거 성능이 낮아 이를 개선하기 위한 추가적인 연구개발이 필요하다"며 "일본이 비요소수계 촉매 개발에 성공해 10만대의 노후 차량에 적용해 상용화에 성공한 사례가 있지만, 성능 향상까지 다소 시간이 걸리고 있다"고 설명했다.
화학연은 2018년부터 '탄화수소 선택적 저감 기술(HC-SCR)개발에 착수해 요소수를 대체할 촉매로 분말 형태와 모노리스(원통형 벌집모양) 등으로 개발했고, 내년 3월까지 차량 엔진을 대상으로 실증 테스트를 진행한다.
이어 2023년부터 2025년까지 실제 자동차에 장착해 배출환경 평가를 실시하는 실증 단계를 거쳐 형식승인과 기술의 민간 이전 등을 통해 2026년 상용화한다는 계획이다.
연구팀은 산업용 요소수를 차량용으로 전환해 사용을 검토하는 의견에 대해 부정적인 입장을 피력했다. 허 센터장은 "산업용 요소수의 순도를 높여 차량용으로 활용하자는 제안은 이론적으로 가능하긴 하지만, 산업용과 차량용 요소수에 쓰는 촉매가 달라 현재로선 적용하기 어렵다"면서 "다만, 순도를 높이기 위한 정제기술을 확보하고 있어야 산업용을 차량용으로 전환할 수 있다"고 말했다.
허 센터장은 "요소수 품귀 현상을 계기로 이를 대체하기 위한 친환경 촉매 개발과 함께 탄소중립 실현을 위한배기가스나 미세먼지 등 환경오염 저감을 위한 연구개발이 확대돼야 한다"고 주장했다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
화학연 제공
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