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[단독] 화학연, 요소수 대체 촉매제 엔진실험 곧 마무리…상용화 눈앞

기사입력 : 2021년11월03일 12:04

최종수정 : 2021년11월04일 09:52

내년 3월 엔진실험 후 상용화 추진
요소수 대란 속 대체기술 확보 성과

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 최근 '요소수 대란'으로 관련 업계에 위기감이 고조되고 있는 가운데 요소수를 대체할 촉매제가 머지않아 상용화될 전망이어서 관심이 모아지고 있다.

내년 3월 자동차 엔진실험을 마치고 구동 실증까지 완료되면 늦어도 내후년에는 상용화될 것으로 기대된다.

3일 한국화학연구원에 따르면, 환원제 역할을 하는 요소수 없이 질소산화물(NOx)을 분해하는 촉매가 새로 개발된 상태에서 내년 3월 연구 과제 완료 시점에 디젤 자동차 엔진 실험이 마무리될 예정이다. 

앞서 지난 4월께 화학연은 촉매 개발 기술을 발표한 바 있다. 이 촉매는 요소수 없이도 낮은 온도(180℃이하)에서 질소산화물을 분해하기 때문에 향후 내연기관차에 요소수 주입이 필요 없게 될 것이라는 게 화학연의 전망이다.

한국화학연구원이 개발한 요소수 없는 질소산화물 분해 촉매 기술 메커니즘 구상도 [자료=한국화학연구원] 2021.11.03 biggerthanseoul@newspim.com

질소산화물 분해 시 대부분 인체에 무해한 질소(N2)로 전환되기 때문에 암모니아(2차 미세먼지)나 N2O(온실가스)가 배출되지 않는 저공해 미세먼지저감 기술로도 현재 주목받고 있다.

이 기술에 대한 관심이 모이는 것은 최근들어 중국이 호주산 석탄 수입 금지조치로 석탄 수급에 어려움을 겪는 가운데 석탄에서 추출하는 요소가 수급 불안 현상을 빚고 있기 때문이다. 요소수의 경우, 디젤 엔진에서 매연저감장치를 통해 선택적 촉매 환원을 거쳐 질소산화물을 질소로 환원시켜주는 촉매 환원제다.

문제는 이같은 요소수 대란이 내년까지 이어질 수 있다는 데 있다. 곧바로 요소수 부족 현상은 국내 경제에도 악영향을 미칠 것으로 보인다. 코로나19 사태 이후 택배 등 비대면 경제가 활성화한 상황에서 물류 시장 마저 마비가 될 수 있다. 

최근에는 신선식품 배달 등 농식품 배달까지 확대된 상황에서 올 겨울 김장철을 맞아 배추대란까지 예고된다. 이같은 사태를 막기 위해 정부는 국내 요소 수요기업별 요청물량의 수출검사 진행 상황 등 상세 현황을 파악하고 신속한 검사 진행을 중국측에 요청하는 등 대책 마련에 나선 상태다.

이런 상황에세 화학연이 개발한 촉매 기술을 당장 상용화할 수는 없지만, 파일럿 플랜트 과정인 내년 3월 엔진실험과 데모플랜트 과정인 내후년께 자동차 구동을 끝내면 상용화도 시간문제라는 얘기가 나온다.

현재 현대차 등 신차 생산기업은 미세먼지 등 글로벌 규제에 맞춰 차량 기술을 개발하고 있다보니, 해당 기술은 현재 운행되고 있는 노후차량에 우선 접목할 수 있다는 게 화학연의 설명이다.

허일정 화학연 탄소자원화연구소 박사는 "현재 가솔린에 대한 부분은 차량 평가를 진행중이고 내년 과제 마무리시점인 3월까지 디젤 차량 엔진에 대한 실증을 마무리할 것"이라며 "현재 디젤 트럭에서 질소산화물을 없애는 촉매제는 요소수 하나 밖에 없다보니 이런 요소수 대란이 빚어지는 건데, 일본은 일부분 요소수를 쓰지 않는 방법을 상용화하고 있는 만큼 우리나라도 대체방법에 대한 기초연구 투자가 지속돼야 할 것"이라고 강조했다.

biggerthanseoul@newspim.com

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