- 분류
- 친환경
H2-SCR용 백금족 금속 담지 제올라이트 촉매 제조 기술
OFF(offretite) 또는 ERI(erionite) 구조의 제올라이트에 Pd 또는 Pt를 담지한 H₂-SCR용 촉매를 제공하며, 기존 제올라이트 기반 촉매 대비 저온 활성 및 작동 온도 범위를 향상시킨 구성을 제시함
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TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
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TRL08
시작품 인증/표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
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TRL07
Pilot 단계 시작품 신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
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TRL06
Pilot 단계 시작품 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
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TRL05
시제품 제작/ 성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
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TRL04
연구실 규모의 부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
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TRL03
연구실 규모의 성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
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TRL02
실용 목적의 아이디어/특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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TRL01
기초 이론/실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
기술설명
- 기술개요 및 핵심내용
- ᛫ OFF(offretite) 또는 ERI(erionite) 구조의 제올라이트에 Pd 또는 Pt를 담지한 H₂-SCR용 촉매를 제공하며, 기존 제올라이트 기반 촉매 대비 저온 활성 및 작동 온도 범위를 향상시킨 구성을 제시함
᛫ 제올라이트는 암모늄 이온 형태로 준비된 후 Pd·Pt 전구체 수용액과의 이온교환을 통해 금속이 외부 표면 및 내부 공극에 담지되도록 제조되며, 이후 350~800℃ 범위에서 소성하여 촉매를 완성함
᛫ 제조된 촉매는 0.1~5 wt% 범위의 백금족 금속을 포함하도록 설계되며, OFF 및 ERI 기반 촉매가 SSZ-13, ZSM-22, ZSM-5 등 다른 제올라이트 대비 NOx 전환율이 크게 높은 것으로 실험에서 확인됨
᛫ H₂-SCR 반응은 50~300℃ 범위에서 수행되며, 150~200℃ 조건에서 NOx 전환율이 최대 160% 향상되는 우수한 성능을 나타내 수소 연소·배기가스 저감 분야에서 활용 가능성이 높음
- 기존기술한계점
- ᛫ 종래 NH3-SCR이 널리 사용되었으나, 최근 탄화수소 개질, 수전해, 연료 연소 등에서 부산되는 풍부한 수소를 SCR 환원제로 사용하는 H2-SCR 기술의 연구개발이 진행되고 있음
᛫ 기존 H2-SCR 제올라이트 담지 촉매의 활성은 여전히 미미한 수준이며, 작동온도 범위가 협소하다는 한계가 있어 이를 해결하기 위해 제올라이트 지지체에 대한 연구개발이 필요한 실정
- 본 기술차별점
- ᛫ Pd 또는 Pt가 담지된 OFF/ERI 제올라이트 촉매를 사용함으로써 50~300 ℃에서 우수한 활성 및 넓은 작동온도를 확보하며, 특히 150~200 ℃에서 NOx 전환율이 최대 160% 향상되는 효과가 있음
᛫ 배기가스 저감기술로써 강화되고 있는 탄소배출 규제를 충족시키고, 기존 NH3-SCR 시스템을 대체 가능
- 관련시장 및 적용분야
- 2023년 635억 달러 ⇀ 2032년 1,032억 달러 (연평균성장률 5.6%)
촉매 기반 처리 기술이 핵심
응용분야: 배기가스 후처리
적용분야: 후처리 설비 내연기관 차량뿐 아니라 다양한 배출원에서의 적용 확대가 시장 수요를 지지