과학연구

디젤기관배기가스정화에 다공성제올라이트의 리용

 2017.9.27.

김일성종합대학 첨단과학연구원에서는 디젤기관배기가스정화에 효과적인 다공성제올라이트를 개발하여 도입하고있다.

세계적으로 자동차배기가스에 의한 대기오염은 도시를 비롯하여 인체에 커다란 피해를 주고있다. 알려진데 의하면 디젤기관에서 나가는 기본 유독성물질인 일산화탄소(CO), 미연소탄화수소(HC), 질소산화물(NOX), 검뎅이(Particular Matter: PM)들은 각종 질병과 암을 발생시키는 원인으로 되고있다.

1960년대에 처음으로 자동차배기가스에 대한 배출법규가 채택되고 많은 나라들에서 배기가스배출규범과 규제를 제기하여 실행하고있다.

자동차배기가스를 정화할 목적으로 많은 촉매들이 개발되고있으며 그중에는 3원촉매(Three Way Catalysts: TWC)도 있다. TWC는 보통 백금(Pt), 로디움(Rh), 그리고 팔라디움(Pd)의 나노립자를 γ-알루미나 (γ-Al2O3), 실리카 (SiO2) 그리고 산화세리움(CeO2) 등의 산화물을 주성분으로 한 다공질재료우에 분산, 담지시킨 복합재료이다. 그런데 이 3원촉매는 백금, 로디움, 팔라디움과 같은 값비싼 재료를 리용하고있다.

최근에 우리는 배기가스정화에 고체산촉매로 널리 알려져있는 제올라이트를 다공성재료로 만들어 리용하였다. 다공성제올라이트는 백금, 팔라디움과 같은 값비싼 재료를 쓰지 않고도 우리 나라에 무진장한 원료를 리용하여 만들수 있는것으로 하여 경제적효과성이 높다.

우리가 개발한 다공성제올라이트는 공업적으로 쉽게 만들수 있다.

또한 이 다공성제올라이트는 나노크기기공과 미크로크기기공을 동시에 가지고있는것으로 하여 접촉법에 의해 유해물질을 산화하여 흡수제거할수 있는 유리한 점을 가지고있다.

그리고 제조과정에 여러가지 환원제들을 공급하여 환원성촉매로 쉽게 만들수 있다는 우점도 있다.

이것을 정화기에 설치하여 디젤기관자동차배기가스제거에 리용하였다.

정화기의 형태는 보통 100~300hp으로 구분하는데 중량은 11.5~18Kg, 본체와 배기출구크기(mm)는 각각 Φ200×800, Φ63×200이며 보충물량은 시간당 1~2.5L이다.

150hp디젤기관(대형뻐스)에 이 정화기를 사용한 결과 일산화탄소(CO)와 류황산화물(SOX)은 90~99%, 미연소탄화수소(HC)와 질소산화물(NOX)은 40~50%, 검뎅이(PM)는 40~60%정도 정화할수 있었다.

환경, 에네르기는 인류공동의 과제이다.

앞으로 우리는 우리 조국을 세계적인 문명강국으로 일떠세우기 위하여 이미 이룩한 성과를 더욱 공고발전시킬것이며 이 분야에서 세계 여러 나라 연구집단학자들과의 교류와 협조를 강화해나갈것이다.