개발 촉매의 성능 평가를 위해 석영관 반응기에 촉매를 넣고 있다

[프레스데일리 김익수 기자] 천연가스발전 가동 초기에 다량 배출되는 유해물질을 저감할 수 있는 촉매가 국내 기술로 개발됐다.

한국에너지기술연구원 대기청정연구실 황선미 박사 연구진은 천연가스 발전 가동 초기에 다량 배출되는 유해물질인 일산화탄소, 이산화질소, 미연탄화수소를 동시에 90% 이상의 효율로 저감할 수 있는 촉매를 개발했다.

연구진이 개발한 촉매는 150∼400도의 넓은 온도 영역에서 활발하게 반응할 수 있도록 설계돼 천연가스 발전이 가동되는 낮은 온도 영역(150∼250도)에서도 일산화탄소, 이산화질소, 미연탄화수소를 90% 이상 동시 저감할 수 있다. 연구진은 인천종합에너지와 함께 천연가스 발전 배기가스를 대상으로 한 실증연구를 진행했으며 촉매의 성능과 적용 가능성을 모두 검증 완료했다.

이번 개발의 핵심은 촉매가 산화반응과 환원반응을 동시에 촉진할 수 있도록 하는 설계 기술이다. 개발된 촉매는 일산화탄소와 미연탄화수소를 산소와 반응시켜 인체에 무해한 이산화탄소와 물로 전환할 수 있다. 동시에 이산화질소는 환원반응을 통해 일산화질소로 전환되며 연구진이 기존에 개발한 ‘질소산화물 저감’ 촉매를 활용하면 90% 이상의 효율로 저감할 수 있다.

해외의 상용 촉매는 320도의 높은 온도에서 일산화탄소와 미연탄화수소만 저감이 가능한 반면 연구진이 개발한 촉매를 활용하면 150도의 낮은 온도에서도 이산화질소까지 모두 저감할 수 있다. 이에 더해 추가 설비 도입 없이 기존 설비에서 촉매만 교체해 활용할 수 있어 발전업체의 비용 부담 문제도 덜었다.

또한 해외의 상용 촉매는 질소산화물만 저감하는 국산 촉매에 비해 가격이 3배 이상 높으며 대체재가 없어 해외 기업과의 가격 협상도 어렵다. 이에 이번 국산 촉매 개발은 해외 의존을 벗어나고 나아가 해외 시장까지 겨냥할 수 있는 성과라는 점에서 큰 의의가 있다.

연구책임자인 황선미 박사는 “세계적으로 환경오염 규제가 강화되고 있으며 대기오염물질 저감을 위한 기술, 설비에 대한 요구도 가팔라지고 있다.”며 “이번에 개발한 국산 촉매기술을 통해 일산화탄소, 미연탄화수소 등 유해물질 배출 규제에 앞선 선제적 대응이 가능하며, 국내 발전소 맞춤형 기술로 업체와 주민 모두 수용성을 높일 수 있는 기술”이라고 말했다.

프레스데일리 김익수 기자 trema100@pressdaily.co.kr 김익수 기자의 기사 더보기

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