규제를 넘어 지속가능성으로, 희성촉매와 함께하는 지속가능한 모빌리티
희성촉매는 지속 가능한 미래를 위한 모빌리티 친환경 솔루션을 제공합니다. 우리는 화석연료 사용으로 인한 환경 문제를 인식하고, 자동차에서 발생하는 유해 배기가스를 효과적으로 저감하는 혁신적인 촉매 기술을 개발했습니다. 자동차 부문에서는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 미세먼지(PM) 등을 정화하는 고성능 '자동차 배기가스 정화용 촉매'를 공급하여 각국의 엄격한 배기가스 규제를 충족하고 대기 질 개선에 기여합니다.
가솔린촉매
휘발유를 사용하는 가솔린 엔진은 고속 회전과 부드러운 주행성을 제공하는 승용차의 핵심 동력원 입니다. 그러나 연소 과정에서 연료와 공기의 혼합 및 점화가 이루어지는 특성상 불완전 연소가 발생하기 쉬워, 이로 인해 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx)과 같은 유해 배기가스가 배출됩니다. 세계적으로 대기오염 문제에 대한 관심이 높아지면서, 유럽, 미국 및 한국 등 주요 국가에서는 차량에서 발생하는 배출가스를 줄이기 위해 점차 강화된 규제를 도입하고 있습니다. 이러한 규제는 가솔린 차량에서 배출되는 NOx, HC, CO의 허용치를 줄이고, 이를 효과적으로 제어할 수 있는 기술적 해결책을 요구합니다.
희성촉매의 가솔린 배기가스 정화 촉매는 이 문제를 해결하기 위한 필수적인 기술입니다. 삼원촉매(TWC)를 중심으로, 가솔린 엔진에서 발생하는 유해 배출 물질을 대기 친화적인 물질로 전환하여 규제 기준을 충족시키는 동시에 엔진 성능과 연비를 유지합니다. 또한, 미세 입자(PM)를 줄이는 가솔린 미립자 필터(GPF)와 NOx를 효율적으로 저장 및 정화하는 NOx 트랩 기술은 강화된 환경 기준을 만족시키는 데 중요한 역할을 합니다.
삼원촉매
삼원촉매(TWC)는 가장 오래된 자동차 배기가스정화용촉매로써 1970년대 중·후반 미국에서 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO)를 제거하는 산화 기능만 있던 이원촉매 (Two Way Catalyst) 기술로 시작하였습니다. 1980년대 초반 배기가스 조성에 따라 산소의 저장과 방출이 가능한 원재료(세리아, CeO2) 개발과 그 기능을 촉매에 도입함으로써 가솔린자동차에서 배출되는 세가지 오염원인 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx)를 동시에 저감할 수 있는 지금의 삼원촉매(TWC)가 탄생하게 되었습니다. 그 이후 각 국의 배기가스 규제 강화, 새로운 엔진 기술 개발, 귀금속 가격 변동 등 끊임없는 외부 요구 조건을 충족시키기 위해서 지속적인 연구개발이 진행되어 왔으며 다양한 종류의 삼원촉매를 제공하고 있습니다.
가솔린매연필터 (GPF)
자동차 배기가스 및 이산화탄소 배출량 규제 강화, 연비 개선 및 출력 증대 등을 목적으로 가솔린자동차는 연료 분사 방식을 기존의 간접분사(MPI)에서 직접분사(GDI) 방식을 채택하는 비율이 높아지고 있습니다. 많은 장점을 가지는 직접분사엔진은 연료 분사 특성으로 인해 냉시동 구간 및 고속 고부하 운전 영역에서 연료의 연소 균일도가 낮아 많은 수의 나노 크기 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 배출하게 됩니다. 가솔린매연필터(GPF)는 나노 크기의 입자상 물질 개수 규제 대응을 위해 삼원촉매(TWC) 기술을 다공성 세라믹 필터 (Wall-Flow)에 접목시켜 개발된 촉매기술 이며, 입자상 물질 개수 규제를 적용 중에 있는 유럽 및 중국 시장에 판매되는 직접분사엔진 탑재 차량에 사용됩니다.
NOx Trap
일반적인 가솔린자동차는 삼원 촉매의 정화 효율을 극대화 시키기 위해 배기가스를 이론 공연비 조건(λ=1)을 중심으로 엔진이 운전되도록 설계 되어 있습니다. 최근 온실 가스인 이산화탄소(CO2) 감축 및 연비 향상을 위하여 연료 사용량을 줄이는 운전 구간을 늘리는 엔진 제어 연구와 연료가 희박하고 공기가 많은 조건에서 운전되는 린번(Lean Burn) 엔진 개발이 활발하게 이루어지고 있습니다. 이 들 공기가 많은 엔진 운전 조건에서는 연소 시 발생되는 질소산화물(NOx)이 화학반응적으로 정화(환원)가 어렵습니다. 이를 개선하기 위해서 가솔린 NOx Trap 촉매를 세계 최초 개발하게 되었으며 질소산화물(NOx) 정화 및 자동차 연비를 향상에 기여할 수 있게 되었습니다. 가솔린 NOx Trap 기술은 촉매 특성에 따라 아래와 같이 분류되며 차량 개발 시 촉매 특성, 운전 조건 및 환경 등을 고려하여 최적화 개발이 필요합니다.
PremAir
주로 여름철 자동차 배기가스로 배출되는 질소산화물(NOx), 휘발성 유기화합물(VOCs)이 자외선을 받아 대기중에서 생성되는 오존(O3)은 인체(눈, 호흡기) 피해 및 농작물의 수확량 감소를 가져오기도 합니다. PremAir는 촉매 물질을 자동차 냉각수 열교환기인 라디에이터 표면에 코팅하여 차량 운행 중에 대기중에 오존(O3)을 산소(O2)로 분해하는 촉매장치 입니다. 미국 환경부(EPA : Environmental Protection Agency)에서는 PremAir 촉매장치를 장착한 자동차는 대응해야 하는 배기가스 규제 수준을 일정 부분 완화시켜주고 있습니다. 지속적인 배기가스 규제가 강화로 향후 그 효용성이 증가할 것으로 전망되는 촉매 장치입니다.
Evap Trap
주행 중이던 가솔린 자동차가 정차하거나 엔진 정지 시에 엔진의 흡기포트 및 연료탱크로부터 휘발되어 대기중으로 배출되는 휘발성 유기화발물(VOCs, Volatile Organic Compounds)인 연료를 에어 클리너 박스 및 캐니스터 표면에 코팅된 촉매 물질로 흡착하였다가 차량 재운행 시 엔진 연소실로 순환시켜 연소시킴으로써 자동차로부터 휘발되는 연료를 제거하는 촉매 기술입니다. 국내 뿐만 아니라 북미, 중국 등 주요 국가에서는 관련 규제를 강화하고 있는 추세여서 향후 관심이 많아 질 것으로 전망되는 촉매 기술입니다.
디젤촉매
디젤 엔진은 높은 연비와 강력한 토크를 제공하며 상용 차량과 대형 차량에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 디젤 연료의 연소 과정에서 질소산화물(NOx), 입자상 물질(PM), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC)와 같은 유해 물질이 배출됩니다. 특히 디젤 엔진의 고온/고압 연소 특성은 질소산화물과 미세 입자의 발생을 증가시키며, 이는 대기오염 및 건강 문제의 주요 원인으로 지목되고 있습니다. 이에 따라 전 세계적으로 디젤 엔진 차량에 대한 배기가스 규제가 강화되면서 이를 해결하기 위한 기술적 대응이 필수적입니다.
희성촉매는 디젤 엔진의 배출가스를 효율적으로 정화하기 위해 선택적 촉매 환원(SCR), 디젤 산화 촉매(DOC), 디젤 미립자 필터(DPF), NOx 트랩(LNT) 등 최첨단 기술이 적용된 솔루션을 제공합니다.
디젤산화촉매
디젤산화촉매(DOC)는 여러가지 디젤 촉매들 중에서 가장 오래된 촉매 기술이며 지금까지도 디젤차량(비도로차량 포함)에 가장 많이 사용되고 있는 촉매입니다. 디젤산화촉매(DOC)의 주요 역할은 가스성분인 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO)를 산화시켜 제거하고, 입자상 물질(PM, Particulate Matters)내 SOF(Soluble Organic Fraction, 탄화수소 성분)를 산화시켜 제거합니다. 또한, 다양한 디젤엔진용 촉매 시스템에서 디젤산화촉매 후단에 위치한 다른 촉매들(디젤매연필터, 선택적촉매 환원촉매 등)의 성능 향상을 위한 부가적인 기능을 수행할 수 있습니다.
디젤매연필터
디젤매연필터(DPF)는 CSF(Catalyzed Soot Filter)라고도 합니다. 합작사인 BASF(구, 엥겔하드)에서 세계 최초 개발되어 입자상 물질(PM, Particulate Matters) 규제가 본격적으로 시작되면서 사용하게 되었으며 대부분의 디젤 차량에 장착되고 있습니다. 또한, 강화된 디젤차량 배기가스 규제 대응을 위한 촉매시스템의 크기를 최소화하기 위해 복합기능(황화수소 제거, 질소 산화물제거 등)를 가진 디젤매연필터(DPF)가 개발되어 공급되고 있습니다. 디젤매연필터(DPF)는 주기적으로 내부에 포집 된 입자상 물질(PM)을 고온으로 제거(DPF 재생)하여야 하며, 이 때 내부 온도가 최대 1000도 이상 올라가기 때문에 열적 내구성이 확보되어야 합니다. 이를 위해 다양한 필터 재질이 사용되고 있으며 필터 재질/특성과 촉매 특성(성분, 제조 공정 등)이 최적화되어야 우수한 성능의 디젤매연필터(DPF)를 공급할 수 있습니다.
디젤질소산화물흡착촉매 (LNT)
화석연료 연소 시 배출되는 질소산화물(NOx)을 정화시키는 것은 연료를 희박 연소 (산소가 많은 조건)시키는 디젤엔진에서는 아주 어렵습니다. 디젤질소산화물흡장촉매 (LNT, Lean NOx Trap)는 촉매 내 질소산화물(NOx)을 흡장할 수 있는 성분을 추가하여 연료 희박 엔진 작동 중에는 화학적으로 질소산화물(NOx)를 결합흡장 시키는 촉매 입니다. 디젤질소산화물흡장촉매(LNT)가 질소산화물(NOx) 정화 성능을 지속 적으로 유지하기 위해서 촉매 내 흡장 물질 용량이 포화되면 엔진 운전을 일시적으로 연료 과잉 조건(산소가 적은 조건)으로 전환하여 흡장된 질소산화물(NOx)이 촉매를 통해 무해한 질소(N2)로 정화되고 질소산화물(NOx) 흡장 기능을 회복합니다. 이처럼 디젤질소산화물흡장촉매(LNT) 작동을 위해서는 복잡한 화학 반응 메카니즘이 제어되어야 하기 때문에 차량 개발 시 많은 노력이 필요합니다.
선택적촉매환원촉매(SCR)
디젤엔진에서 배출되는 질소산화물(NOx)를 정화시키는 중요 촉매 기술은 크게 디젤질소산화물흡장촉매(LNT)와 선택적촉매환원(SCR, Selective Catalytic Reduction) 촉매로 나눌 수 있습니다. 선택적촉매환원(SCR)촉매는 무색무취인 요소수(Urea)를 배기가스에 주입하여 환원제인 암모니아(NH3)를 생성시키며, 이를 이용하여 질소산화물 (NOx)을 무해한 질소(N2)로 정화시키는 촉매 기술입니다. 희성촉매는 고정 배출원에서 선택적촉매환원(SCR) 기술의 선두 주자로써 전문성과 경험을 기반으로 디젤엔진 자동차 질소산화물(NOx) 배출 규제를 충족시키는 선택적촉매환원(SCR)촉매 기술을 보유하고 있습니다. 전통적인 바나듐 기반 기술 외에도, 매우 높은 내열성과 저온 성능을 가지는 고유의 제올라이트 계열 선택적촉매환원(SCR) 촉매 기술을 보유하고 있습니다.
암모니아정화촉매(AOC)
선택적 촉매 환원(SCR) 촉매 후단에 배치하여 SCR촉매에서 미 반응하여 배출되는 암모니아(NH3)를 질소산화물(NOx)가 아닌 무해한 질소(N2)로 전환시키는 촉매로, 특허화 된 당사 고유의 촉매기술은 암모니아(NH3)와 산소(O2) 조건에서는 암모니아(NH3)를 질소(N2)로 정화시키고 암모니아(NH3)와 질소산화물(NOx) 조건에서는 선택적촉매환원(SCR) 기능을 통해 질소산화물(NOx)을 정화할 수 있습니다. 강화되고 있는 배기가스 규제 만족을 위해 선택적촉매환원(SCR) 촉매와의 다양한 조합을 통해 고객사 요구 특성 만족할 수 있는 고성능의 암모니아정화촉매(AOC)를 제공하고 있습니다.
희성촉매의 기술력
나노 구조 제어 기술
촉매의 표면적을 극대화하여 반응 효율을 높입니다
합금 설계 기술
다양한 금속의 시너지 효과를 활용하여 촉매 성능을 향상시킵니다
지지체 최적화
촉매의 안정성과 수명을 개선하여 장기적인 성능을 보장합니다.
우수한 품질 보장
엄격한 품질 관리 솔루션을 통해 최고 품질의 촉매를 생산합니다.
