한국에너지기술연구원은 대기청정연구실 황선미 박사 연구팀이 친환경 암모니아 선박의 배출가스 문제를 한 번에 해결하는 촉매 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

암모니아는 화석 연료보다 온실가스 배출량이 적고, 운송·보관이 쉬워 해운 산업의 탄소중립을 위한 차세대 연료로 주목받고 있다.

하지만 연소 과정에서 질소산화물·아산화질소·미연소 암모니아 등 이산화탄소보다 지구온난화 지수가 300배 높은 온실가스가 배출돼 이를 처리하지 않으면 오히려 환경오염을 키울 수 있다.

연구팀은 질소산화물과 미연소 암모니아를 한 번에 분해할 수 있는 하이브리드 촉매를 개발했다. 아산화질소를 분해할 수 있는 촉매도 개발해 신규 설비 추가 없이도 배출가스를 모두 처리할 수 있는 해법을 제시했다.

하이브리드 촉매는 귀금속 기반 촉매 대비 최소 80% 이상의 비용을 절감할 수 있다. 하나의 촉매층에서 암모니아와 질소산화물을 약 99% 효율로 동시에 분해해 촉매 사용량을 최대 절반까지 줄일 수 있다고 연구팀은 설명했다.

아산화질소 분해 촉매도 상용 촉매 대비 운전 온도를 100도 낮춰 실제 선박 배출가스 환경인 350도에서 작동할 수 있도록 설계됐다. 환원제 없이도 99% 이상의 높은 효율로 아산화질소를 분해할 수 있어 시스템 단순화도 가능하다.

연구팀이 개발한 두 촉매 모두 기존 디젤 선박에서 사용하는 배출가스 분해 장비에 그대로 활용할 수 있어 즉시 상용화할 수 있다.

황선미 박사는 "이번 촉매 기술은 암모니아 선박의 가장 큰 난제였던 다중 오염물질을 동시 저감하는 획기적 성과"라며 "장비의 설치 공간 절감, 시스템 경량화, 유지관리 효율 향상 등 현장 요구에 정확히 응답하는 기술인만큼 향후 파일럿 실증을 통해 기술 완성도를 높이겠다"고 말했다.