산업기술종합연구소 시너지 매터리얼 연구센터와 파인세라믹스 기술연구조합(FC조합) 시너지 세라믹스 연구소는 내열성을 높임으로써 우수한 촉매활성을 유지한 새로운 타입의 질소산화물(NOX) 정화용 산화물계 촉매를 개발했다. 산화갈륨-산화알루미늄의 γ-알루미나 구조에 아연이온을 첨가, 스피넬 구조로 했다는 것이 포인트. 세라믹스 허니컴이나 메탈 허니컴에 대한 워슈 코트성도 양호하기 때문에 신규촉매로서 기대된다고 한다.
이번 성과는 산업기술기반연구개발 프로젝트 ‘시너지 세라믹스의 연구개발’의 일환. 분해율이 높고 촉매활성이 우수한 데다가 백금이나 파라듐 등 귀금속을 사용하지 않으므로 고기능, 저가격의 NOx 정화용 촉매인 산화갈륨-산화 알루미늄의 개량을 꾀했다.
다만 이 촉매는 내열성이 떨어진다는 것이 약점. 이 촉매의 γ-알루미나 구조가 수 백 ℃ 이상이 되면 α-알루미나 구조로 상전이하고 그에 따라 촉매활성이 저하 되었었다. 따라서 상전이를 일으키지 않고 고온영역까지 안정된 스피넬 구조에 주목, γ-알루미나 구조를 스피넬 구조로 만들 수 있는 금속이온을 찾았다. 그 결과, 아연이온이 유효하다는 것을 알았다.
아연을 첨가한 산화갈륨-산화알루미늄의 스피넬 분말은 입경이 20나노미터이고, 비표면적은 1그램 50평방미터로 비교적 크다. 또 허니컴 세라믹스나 메탈 허니컴에 담지시킬 워슈 코트성도 양호하다고 한다. (NK)
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