공장 굴뚝부터 선박까지…배출원 가리지 않고 질소산화물 잡는다

작성일 07-17

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="zdR8aI0CRm">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="456aa03c1a709abdb53a7e2b12479e2d7caf1003d9708442544553b9bf5c7c84" dmcf-pid="qJe6NCpher" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="대기오염물질인 질소산화물을 온도 변화에 관계없이 안정적으로 제거하는 새 촉매가 개발됏다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/17/dongascience/20250717115410858rail.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="76wjSFP3Rs" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/17/dongascience/20250717115410858rail.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            대기오염물질인 질소산화물을 온도 변화에 관계없이 안정적으로 제거하는 새 촉매가 개발됏다. 게티이미지뱅크 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="2b1e51e3b9b9a17b57af7e388b71b38bc828ba4f2707e18ce4a586bb5d3c21eb" dmcf-pid="BidPjhUldw" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 연료를 태우는 거의 모든 배출원에서 발생하는 대표적 대기오염 물질인 질소산화물(NOx)을 온도 변화에 관계없이 안정적으로 제거할 수 있는 새 촉매를 개발했다.</p>
          <p contents-hash="f3e65127cc70e7488dac5f8e3bb8df9c5b4b5e2180486a9c997d604d67c43294" dmcf-pid="bnJQAluSJD" dmcf-ptype="general">공장 굴뚝, 자동차, 선박 등 배출원의 온도 조건이 서로 다르기 때문에 특정 온도에만 최적화된 기존 촉매로는 효과적인 제거에 한계가 있다. 이번에 개발된 촉매는 이러한 온도 차이의 한계를 뛰어넘을 수 있는 해법으로 주목받는다.</p>
          <p contents-hash="6ed38d9c6cdabda471fbb18fa0b0043cfa902492b06c490e048b5fa606fd9691" dmcf-pid="KLixcS7viE" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 조승호 신소재공학과 교수 연구팀이 김홍대 한국생산기술연구원 울산기술실용화본부 연구원팀과 공동연구를 통해 240~400℃의 넓은 온도 범위에서 질소산화물을 안정적으로 제거할 수 있는 고효율 탈질(SCR) 촉매를 개발했다고 17일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="3ff31d3968f43e3470d34bf41ead853a3da55bd68ef90d1e875df2ecd3f54403" dmcf-pid="9onMkvzTLk" dmcf-ptype="general">질소산화물은 대기 중에서 미세먼지 생성과 오존 오염, 산성비 유발의 원인이다. 이를 제거하기 위한 선택적 촉매 환원(SCR) 기술은 이미 상용화돼 있지만 현재 널리 사용되는 바나듐-텅스텐 촉매는 약 350℃에서만 효율이 높다. 온도가 낮거나 높을 경우 성능이 급격히 떨어진다.</p>
          <p contents-hash="fa98af560c0fd73657f78c0b5145bf0fa59da19a66abd0c5f0040c580d4a4899" dmcf-pid="2gLRETqyec" dmcf-ptype="general">이번에 개발된 촉매는 저온인 240℃에서도 질소산화물 제거 효율이 93.6%에 달한다. 고온 영역에서도 97% 이상의 전환 효율을 안정적으로 유지한다. 기존 상용 촉매가 같은 조건에서 62.4% 수준에 그치는 것과 비교해 획기적인 성능 향상이다. 또한 질소산화물이 무해한 질소(N₂)로 전환되는 비율도 97% 이상이었으며 온실가스인 아산화질소(N₂O) 등 부반응 생성물도 거의 발생하지 않는다.</p>
          <p contents-hash="600d8e883ef4aa439118f4ff19eabfec583ae5efb0aaf31797aac0f4e59eaafd" dmcf-pid="VaoeDyBWiA" dmcf-ptype="general">촉매 성능의 핵심은 소량 첨가된 육방정형 질화붕소(h-BN)다. h-BN은 촉매 내 바나듐 이온을 활성 상태로 안정화시키고 표면에 수분이나 황산염 같은 오염물질이 흡착되는 것을 막아 촉매의 수명까지 향상시키는 역할을 한다.</p>
          <p contents-hash="9c43732c38714e1657db6fae2e48c1580d9babc941508609f69f596e7383412a" dmcf-pid="fNgdwWbYej" dmcf-ptype="general">연구팀은 실험실 수준의 가루 형태 촉매를 산업 현장에서 사용할 수 있도록 벌집형 구조로 성형해 상용화 가능성도 검증했다. 그 결과 1분당 20리터(L)의 가스 유속 조건에서도 초당 수십 마이크로그램(마이크로그램, 100만분의 1그램)의 NO를 안정적으로 처리할 수 있는 성능을 확인했다.</p>
          <p contents-hash="420d19a13605d834f4110c81adb9887e62056bae88e2648403938a0e121f7133" dmcf-pid="4jaJrYKGJN" dmcf-ptype="general">조승호 교수는 “이 촉매는 폭넓은 온도에서 안정적으로 작동해 배출원 조건이 다양한 공장, 자동차, 선박 등에서 두루 활용될 수 있다”며 “값비싼 바나듐 사용량도 줄일 수 있어 경제성과 산업 안전 측면에서도 큰 장점이 있다”고 설명했다. 연구 결과는 국제학술지 '응용 촉매 B: 환경과 에너지'에 지난달 12일 온라인 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="60d1a3c32f772156179be31e28fc4cefab05163c453c94e97d262110394f4ee4" dmcf-pid="8ANimG9HRa" dmcf-ptype="general">&lt;참고 자료&gt;<br> - 10.1016/j.apcatb.2025.125583</p>
          <p contents-hash="0dd0bb1c3a2ab13d031eb0f6c80f98dab95c8f0014d1f40f2c293dfc742717af" dmcf-pid="6cjnsH2XRg" dmcf-ptype="general">[박정연 기자 hesse@donga.com]</p>
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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