과기부 나노소재기술개발사업 일환, 경기대·KIST·나노케미칼과 공동연구 통해 개발 나노기술 접목한 기술, 발전소 소각로·자동차 선박용 탈질 촉매 등에 응용 가능 한국전력기술(주) 전력기술개발연구소 홍성호 박사 연구팀은 최근 세계 최고성능의 ‘질소산화물 제거용 저온촉매’를 개발했다. 이번 개발은 과학기술부 나노소재기술개발사업의 일환으로 진행된 것이며 경기대학교와 한국과학기술연구원, 나노케미칼(주) 등과의 나노분말 제조 및 촉매합성기술에 대한 공동연구를 통해 이루어진 것이다. 연구팀에 따르면 이번에 개발된 저온용 탈질 촉매는 기존 촉매의 제조방법과는 다르게 분말 제조와 합성시 적정 원자구조에 첨가원소를 위치시키는 기술로 기존 기술 선진국에서도 시도하지 못했던 첨단 기술이라고 한다. 이번 기술 개발 배경에 대해 연구팀에서는 국내의 탈질 촉매가 전량 수입에 의존하고 있으며 해외 상용촉매의 경우 발전소 연소가스 온도보다 높은 300~350℃로 유지해야 하기 때문에 국내 기존 발전설비에 적용할 경우 저온(250℃이하)에서 촉매 활성의 감소와 설치에 어려움이 있었기 때문이라고 밝혔다. 또한 가동정지가 빈번한 국내 발전설비 운전 특성상 저온에서 NOx 및 NO2제거가 가능한 탈질시스템이 필요할 뿐 아니라 중국의 막대한 탈질환경 시장에 진출하기 위해서도 국산 기술 개발이 요구되었다고 한다. 외국 제품에 비해 효율 80% 이상 우수한 질소산화물 제거성능 특징 이번에 개발된 탈질 촉매는 기존 제품보다 저온(170℃~250℃)에서 우수한 제거성능을 갖기 때문에 연소가스의 낮은 온도 상태에서도 반응하여 별도의 가열설비가 필요없다는 점이 특징이다. 또한 질소산화물 제거 효율 측면에서도 약 40% 이하인 기존 외국 촉매에 비해 효율이 80% 이상을 나타내어 적은 양의 촉매를 이용해도 우수한 질소 산화물 제거 성능을 갖게 되어 촉매 설치 공간을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 홍성호 박사는 “나노기술을 이용한 저온용 탈질 촉매의 개발은 기존의 고전적인 촉매 개발 방법에서 벗어나 나노기술을 접목시킨 획기적인 시도이며, 발전소, 소각로 등에서 배출되는 질소산화물의 제거기술은 물론 자동차와 선박용 탈질 설비로 진출하기 위한 기술개발의 초석을 이루었다”고 평가하고 있다. 현재 내구성 검증을 위한 중장기 평가를 위해 과천 자원 회수시설 소각로와 삼성코닝 유리용해로 배기가스 처리설비에 설치되어 85% 이상의 높은 효율로 운전되고 있다. 또한 미국 현지 기술진으로부터 저온 탈질 촉매의 우수성에 대해 평가받았으며 미국내 발전설비에 설치, 공급하는 방안도 협의중이라고 한다. 한편 이번 기술 개발은 현재 연간 2천억원에 이르고 있는 탈질촉매의 수입대체는 물론 해외 환경시장에 본격적으로 진출할 수 있는 계기가 될 것으로 기대하고 있다. 朴美善 기자