과기부, 미세먼지 제거 촉매 기술연구 성과 공개…상위 1% 국제학술지에 게재

[서울=뉴시스]배훈식 기자 = 전국 대부분 지역 미세먼지 농도가 매우나쁨 수준을 보인 30일 오전 서울 도심이 뿌옇게 흐려져 있다. 2021.03.30. [email protected]

[서울=뉴시스] 이진영 기자 = 과학기술정보통신부는 미세먼지와 이를 유발하는 원인물질 배출을 줄이는 기술 연구 성과를 공개하며, 향후 사업장에서 저렴하고 신속하게 대기오염물질 배출을 줄일 수 있도록 관련 기술의 상용화를 추진해가겠다고 15일 밝혔다.

과기부는 미세먼지 문제를 완화하기 위해 작년 동북아 국제공동관측을 통한 고농도 초미세먼지 현상 규명을 위한 '동북아-지역 연계 초미세먼지 대응 기술개발사업'을 시작했다.

미세먼지는 발생과정에 따라 1차 발생과 2차 발생으로 나눌 수 있는데, 1차 미세먼지는 공장 굴뚝 등의 발생원에서 직접 고체 상태로 발생하며, 2차 미세먼지는 발생원에서 기체 상태로 나온 원인물질이 대기 중에서 화학반응을 일으켜서 생성된다.

수도권 전체 초미세먼지(PM2.5) 중 약 70%는 2차 미세먼지이며, 사업장, 자동차 등에서 배출되는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 암모니아(NH3) 등이 대표적인 미세먼지 원인물질이다.

기존에는 질소산화물(NOx)을 분해하기 위해서 고온(350℃이상)에서 촉매를 자주 교체해야 하거나 환원제를 별도로 투입해야 한다는 번거로움이 있었으나, 최근 연구 성과들이 이를 해결할 수 있는 길을 열었다.

먼저 한국과학기술연구원 권동욱·하헌필 박사는 '사업장 미세먼지 원인물질 저비용 분해기술'을 개발했다. 기존보다 낮은 온도에서도 질소산화물(NOx)을 분해할 뿐 아니라 스스로 재생할 수 있는 촉매를 개발, 향후 미세먼지 원인물질 처리비용을 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

이 촉매는 기존보다 낮은 온도(280℃이하)에서도 재생능력을 잃지 않으므로, 탈거 및 재설치 시 고온처리를 생략할 수 있어서 촉매의 수명이 월등히 향상되고 촉매 교체 주기가 길어진다. 시멘트 공장, 소각로, LNG 발전소 등의 산업현장에서 질소산화물(NOx) 배출저감 비용을 획기적으로 줄일 수 있으므로, 향후 배연가스 청정화 설비에 대한 수요에 따라 활용이 확대될 것으로 기대된다.

한국화학연구원 허일정·유영우 박사는 '내연기관차 미세먼지 원인물질 저공해 분해기술'을 개발했다. 환원제 역할을 하는 요소수 없이 질소산화물(NOx)을 분해하는 촉매를 개발, 향후 자동차 배기가스저감 장치에 활용할 수 있을 것으로 주목받고 있다.

이 촉매는 요소수 없이도 낮은 온도(180℃이하)에서 질소산화물(NOx)을 잘 분해하므로, 향후 내연기관차에 요소수 주입이 필요 없게 될 것으로 기대된다.

또 질소산화물(NOx) 분해 시 대부분 인체에 무해한 질소(N2)로 전환되므로, 암모니아(2차 미세먼지)나 N2O(온실가스)가 배출되지 않는 저공해 미세먼지저감 기술로 주목받고 있다.

이 두 연구 성과들은 환경 분야 상위 1% 국제학술지인 어플라이드 카탈리시스 B(Applied Catalysis B: Environmental, IF16.6)에 최근 나란히 게재됐다.

과기부 김봉수 기초원천연구정책관은 "이번 연구 성과 덕분에 산업현장에서 발생하는 미세먼지 원인물질을 더 쉽게 처리할 수 있게 됐다"며 "앞으로도 사업장에서 저렴하고 신속하게 대기오염물질 배출을 줄일 수 있도록 원천기술 상용화를 추진해가겠다"고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]