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[테크블랙홀] 고체 암모늄염을 이용한 암모니아 가스 발생기 및 질소산화물 저감 기술

한국기계연구원의 '고체 암모늄염을 이용한 암모니아 가스 발생기 및 질소산화물 저감 기술'은 고체 암모늄을 암모니아 가스로 열분해 하는 원리로써, 자동차, 산업시설에서 발생하는 질소산화물 환원제로 활용할 수 있습니다. 기존 요소수를 이용한 SCR 시스템보다 약 60~100℃의 낮은 온도에서 질소산화물을 저감하여 효율이 우수하며,부피당 암모니아 저장량이 많아, 효과적인 미세먼지 저감 기술을 갖추고 있습니다. 150℃ 암모니아 노출에 견디는 전용 핵심부품인 인젝터, 레귤레이터, 공압 ON/OFF밸브를 개발하였고, 고체 암모늄의 최대 열분해율을 확보하기 위해 반응기 국부가열 기능 및 균일가열이 가능하도록 설계되었습니다. 보조반응기를 이용한 시동시간 단축 특허 기술을 적용하였고, 온도제어와 균일가열, 퍼징을 통한 가스유로의 막힘을 방지할 수 있습니다. 운전 정지 시에는 전기 히터부의 공기를 냉각하여 재응고하는 유도 기술을 특허 등록․ 적용하였으며, 암모니아의 촉매 흡장제어 기능이 추가된 제어기 및 제어 프로그램을 개발하였습니다. 자동차용 Solid SCR 시스템의 실험 장치는 제어기, Solid SCR, SCR 촉매와 110kW엔진으로 구성되어 있습니다. 산업시설 및 선박에 적용하기 위해 2020년 320kW급 선박 엔진용 시스템 개발을 완료하였고, 현재, 1.2MW급 선박 엔진용 시스템 실증 과제를 수행하는 등 Scale-up 기술을 개발하고 있습니다. 김홍석 책임연구원 고체 암모늄이라는 비교적 가격이 저렴한 물질을 이용해서 암모니아를 만들고 자동차나 산업시설에서 배출되는 질소산화물을 저감하기 위한 환원제로 사용하는 기술이 되겠습니다 암모니아를 안전하게 저장할 수 있다는 것과 암모니아 가스를 온도조건과 무관하게 즉, 배출가스 온도와 무관한 조건에서 공급을 할 수 있다는게 특장점이 되겠습니다 기존 기술로는 요소수를 분사하는 기술이 있습니다 요소수는 액체구요, 액체를 분사해야 하기 때문에 증발하고 열분해를 시켜서 암모니아를 넣는데까지 많은 열에너지,온도가 필요합니다 그래서 낮은 온도에서 질소산화물을 저감할 수 없었던 한계가 있었습니다 (그런 반면에 저희 고체 암모늄 SCR은) 배출가스 온도에 상관 없이 암모니아를 공급할 수 있다는 장점이 있습니다 저희는 고체 암모늄을 거의 한 5~6년동안 연구를 해왔고 산업용이나 자동차용으로 사용할 수 있는 자동화된 시스템을 만든 상황입니다 그리고 현재 배출가스 규제가 계속 강화가 되고 있고 배출질소산화물을 더 줄이기 위해서 저희 기술이 필요한 상황이 되겠습니다 그래서 기존에 사용하던 액체방식보다는 기체를 이용해서 배출가스 저감효율을 높히는 방향으로 기술적인 접근이 세계적으로도 진행되고 있는 상황입니다 암모니아는 산업적으로 다양한 분야에서 사용되고 있습니다 그리고 특히, 미래에서 저희 인류가 수소 에너지를 사용하려고 하는데 수소는 저장하고 이송하는데 비용이 많이 든다는 단점이 있습니다 그래서 최근에 암모니아를 이용을 해서 저장하고 수송을 하며 그런 연구들을 많이 하고 있는데요 저희는 암모니아를 미래에 활용한다는 측면에서 안전하게 저장하는 기술을 개발하고 발전시키고 있다는 점에서도 의미가 있다고 말씀드리겠습니다