배기가스를 인체에 무해하게 처리할 수 있는 값싼 촉매가 개발됐다.
미래창조과학부(장관 최양희)는 김영독 성균관대 교수가 이끄는 연구진이 배기가스의 유해물질을 인체에 무해한 물질로 바꾸는 촉매 소재로 고가의 백금 대신 저가의 산화철을 이용한 기술 개발에 성공했다고 최근 발표했다.

자동차의 배출가스 저감 장치에는 백금이 나노구조로 가공된 촉매가 사용된다.
연료가 탈 때 불완전연소가 일어나면서 일산화탄소와 그을음 등이 나오는데 이를 다시 처리해 인체에 무해한 이산화탄소로 배출시키기 위한 것이다.

그러나 백금 촉매는 가격이 비싼데다 온도가 150℃ 이상 돼야 제대로 작동하는 문제점이 있다. 이 때문에 시동을 건 직후에는 일산화탄소가 처리되지 않고 대기 중으로 배출된다.

연구진은 산화철을 알루미나 지지체 내부에 증착시키는 방법을 개발하고 이렇게 만든 나노구조 촉매가 저온(30℃)에서도 일산화탄소를 이산화탄소로 전환할 수 있음을 입증했다. 연구진은 철 성분을 포함한 유기금속화합물 페로센을 기화시켜 확산시키는 방식으로 직경 1 나노미터(nm) 수준의 산화철 나노입자를 고르게 증착시켰다.(사진)

이렇게 만들어진 촉매는 100℃ 수준에서도 일산화탄소의 처리가 가능했으며, 30℃에서도 그 절반 수준의 처리가 가능했다.

김영독 교수는 “실온에서 고온에 이르기까지 넓은 범위에서 안정적으로 촉매가 작동함을 확인했다”고 설명했다. 이어 “배출가스 저감용 나노구조 촉매를 만드는 데는 원자층증착이나 화학기상증착 등 방법이 쓰여 왔으나, 이번에 개발한 온도조절 화학 증기 증착법은 공정이 더욱 간단하며 비싼 진공 장비도 필요 없다”고 덧붙였다.