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[전기·신소재공학부] 이덕현 교수팀, 저온 환경에서 효과적인 NOx 제거를 위한 SCR 촉매 기술 개발

구분1: 솔뫼인
등록일: 2023.09.07
작성자: 전기·신소재공학부
조회수: 598

이덕현 교수팀, 저온 환경에서 효과적인 NOx 제거를 위한 SCR 촉매 기술개발

전기·신소재공학부 이덕현 교수팀은 저온에서도 높은 효율을 가지는 선택적 촉매환원(Selective Catalytic Reduction, SCR)용 촉매를 개발하였다.

대기오염은 현대 사회의 큰 과제 중 하나로 부상하고 있으며, 이로 인해 전세계적으로 대기오염에 대한 규제가 강화되고 있다. 특히, 질소산화물(NOx)은 인간 건강과 생태계에 해를 끼치는 주요 원인 중 하나이며, 이를 제거하기위해서는 효율이 높은 SCR법이 주로 사용된다. 바나듐 기반 촉매는 넓은 온도(300°C 이상) 범위에서 뛰어난 촉매 활성과 효과를 가지고 있어 SCR을 위한 촉매로 사용되고 있지만, 낮은 온도 영역에서 활성화 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

이번 연구에서는 바나듐 기반 촉매에 질화처리를 함으로써 효율과 내구성을 동시에 향상된 SCR 촉매를 개발하였다. 개발된 촉매는 질화처리로 인해 촉매 표면에 높은 밀도의 Brønsted 및 Lewis 산점을 형성하게 되고 질화처리로 형성된 NO3- 기능기와 화학적으로 흡착된 산소는 fast-SCR 반응을 촉진하여 낮은 온도 (200°C 이하)에서도 높은 NOx 제거 효율과 N2 선택도를 가지게 된다.

이 연구 결과는 바나듐 기반 촉매를 포함한 다양한 SCR 촉매에 적용될 수 있는 새로운 방법을 제시하였으며, 이를 통해 저온에서 더 효과적으로 NOx를 제거하는 촉매의 개발이 가능해졌다. 연구결과는 ACS Omega지에 9월 6일(수)자로 게재되었으며, 국립안동대학교와 한국생산기술연구원의 공동 연구로 수행되었다. 이 연구는 이덕현 교수의 지도 아래에서 김선이 박사와 본교 졸업생인 최영준 학생이 공동 1저자로 수행하였다.

<용어설명>

◦ 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction): 배기가스에 포함된 질소산화물(NO, NO2등)을 환원제(NH3)와 탈질 촉매를 이용하여 반응시킴으로써 인체에 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 환원시켜 배출하는 방법.

<논문정보>

◦ 제목: Nitration-Promoted Vanadate Catalysts for Low-Temperature Selective Catalytic Reduction of NOx with NH3

◦ 게재지: ACS Omega, Vol. 8,

◦ 저널수준 : SCI, IF: 4.132, 분야 상위 25% 이내(Q1)

저온 환경에서 효과적인 NOx 제거를 위한 SCR 촉매 기술 개발 논문1

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