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원자력硏 창업기업 고효율 자동차 배기가스 정화 촉매 개발

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원자력硏 창업기업 고효율 자동차 배기가스 정화 촉매 개발

2019.11.14 16:11
질화붕소 나노튜브를 전자현미경으로 촬영한 모습(왼쪽)과 투과전자현미경으로 촬영한 모습. 원자력연구원 제공.
질화붕소 나노튜브를 전자현미경으로 촬영한 모습(왼쪽)과 투과전자현미경으로 촬영한 모습. 원자력연구원 제공.

정부 출연연구기관인 한국원자력연구원의 연구원 창업기업이 미세먼지의 주범 중 하나인 자동차 배기가스 정화용 촉매 소재를 개발했다. 

 

한국원자력연구원은 연구원 창업기업 내일테크놀로지가 미국 스토니브룩대학 연구팀과 함께 ‘질화붕소 나노튜브(BNNT)’를 활용한 고효율 자동차 배기가스 정화용 촉매 소재를 개발했다고 14일 밝혔다. 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘I&ECR(Industrial & Engineering Chemistry Research)’ 최신호 표지논문에 게재됐다. 

 

원자력연구원 창업기업인 내일테크놀로지는 2015년 원자력연구원의 김재우 박사를 중심으로 독자 개발한 질화붕소 나노튜브 제조기술과 장치를 기반으로 창립됐다. 

 

질화붕소 나노튜브는 열전도율, 탄성, 강도, 열·화학 안정성 등이 뛰어나다. 반도체, 자동차 등에서 널리 사용되는 탄소 나노튜브보다 활용도가 높은 핵심 나노소재로 분류된다. 인체에도 무해하기 때문에 바이오메디컬 분야는 물론 방열 소재, 항공우주 분야에서도 각광받고 있다. 질화붕소 나노튜브 제조 기술을 보유한 기업은 미국, 캐나다의 일부 기업에 불과하다. 

 

현재 자동차 배기가스의 오염물질을 줄이기 위해 널리 사용되는 기술은 배기 파이프에 설치된 정화기 내부에 팔라듐, 백금, 로듐과 같은 귀금속 촉매가 함유된 세라믹 분말을 코팅해 정화하는 기술이다. 그러나 kg당 수천만원에 달하는 귀금속을 활용해야 하는 게 단점이다. 배기가스 온도가 높아지면 정화 성능이 떨어지고 장기간 사용할 경우 내구성에 취약하다. 

 

내일테크놀로지가 이번에 개발한 기술은 질화붕소 나노튜브 표면에 나노미터(nm·10억분의 1미터) 크기의 팔라듐 또는 백금 나노입자 극소량을 결합해 촉매를 제조하는 기술이다. 기존 기술에 떨어지지 않는 정화 성능 구현이 가능한 동시에 600도 이상 고온에서도 오랜 시간 정화 성능이 유지됐다. 값비싼 귀금속을 기존 기술에 비해 100분의 1에서 1000분의 1만 써도 될 정도로 비용을 아낄 수 있다. 

 

내일테크놀로지는 한국과 미국에 이 기술에 대한 특허를 출원했다. 북미 지역 세계적인 자동차 부품사와 공동으로 자동차용 촉매제품 개발을 추진하기로 합의했다. 김재우 내일테크놀로지 대표는 “이번에 개발한 기술을 기반으로 2025년 40조원에 달할 것으로 예상되는 촉매 시장에 무난히 진입할 수 있을 것으로 보고 있다”고 말했다. 

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