에너지연, 암모니아 선박 배출가스 촉매 개발

암모니아·질소산화물 99% 동시 분해

귀금속 촉매보다 비용 80% 이상 절감

한국에너지기술연구원은 대기청정연구실 황선미 박사 연구팀이 암모니아 선박용 배출가스 저감 촉매 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. ⓒ한국에너지기술연구원

암모니아 선박에서 발생하는 질소산화물과 미연소 암모니아, 아산화질소를 기존 설비로 처리할 수 있는 촉매 기술이 개발됐다.

한국에너지기술연구원은 대기청정연구실 황선미 박사 연구팀이 암모니아 선박용 배출가스 저감 촉매 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

암모니아는 연소 과정에서 이산화탄소를 직접 배출하지 않아 친환경 선박 연료로 주목받고 있다. 다만 질소산화물과 아산화질소, 미연소 암모니아가 발생해 별도 처리가 필요하다. 특히 아산화질소는 이산화탄소보다 지구온난화 영향이 큰 온실가스다.

기존 디젤 선박은 질소산화물을 중심으로 처리하지만 암모니아 선박은 미연소 암모니아와 아산화질소까지 제거해야 한다. 별도 촉매와 장비를 추가하면 설치 공간과 비용 부담이 커진다.

연구팀이 개발한 하이브리드 촉매는 질소산화물과 미연소 암모니아를 한 촉매층에서 약 99% 효율로 동시에 분해한다. 촉매 사용량은 최대 절반, 비용은 기존 귀금속 기반 촉매보다 최소 80% 줄일 수 있다.

아산화질소 분해 촉매는 기존 상용 촉매보다 운전 온도를 100℃ 낮췄다. 실제 선박 배출가스 환경인 350℃에서 별도 환원제 없이 아산화질소를 99% 이상 분해한다.

두 촉매 모두 기존 디젤 선박의 배출가스 처리 장비에 적용할 수 있어 추가 설비 부담도 줄일 수 있다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 환경과 에너지(Applied Catalysis B: Environment and Energy)’에 게재됐다. 연구팀은 향후 개발 촉매를 암모니아 엔진과 연계해 실증할 계획이다.

황선미 에너지연 박사는 “암모니아 선박에서 발생하는 여러 오염물질을 동시에 줄일 수 있는 기술”이라며 “파일럿 실증을 거쳐 기술 완성도를 높이고 국내 조선·해운 산업의 친환경 선박 경쟁력 확보를 지원하겠다”고 말했다.