여러분의 차량에 금보다 비싼 백금이 사용되는 사실을 아시나요?
백금이 사용되는 차량부품은
바로, 배기가스 정화장치 (삼원촉매, 3 Way Catalytic Converter) 입니다.
안녕하세요. 이번에 처음 글을 쓰는 3기 토비토커 북극여우입니다.
첫 주제를 무엇으로 정할까 한참을 고민했었는데...
저희 팀의 일을 소재로 시작을 해봅니다.
Catalytic Converter 를 개발하는 팀이고요.
Aftertreatment team (엔진배기장치개발팀) 이라고도 하지요.
__Catalytic Converter 는 외형을 구성하는 금속의 Canning 과
고온의 배기가스가 통과하며 화학반응이 발생하는 세라믹필터 (담체, Substrate)로 구성이 됩니다.
위의 그림에서 노란색으로 표시된 부분입니다. 이 세라믹필터에 백금촉매가 코팅이 되어있습니다.
DPF (Diesel Particulate Filer) 는 앞 또는 뒤가 막혀있어 Wall-flow 방식으로 분진입자 (PM) 을 포집하지만
Gas Catalytic Converter 의 필터는 배기가스가 바로 통과 (Flow-throw) 하면서 화학반응이 발생합니다.
1. 촉매의 정의
촉매(Catalyst) 란 자신은 화학반응을 하지 않으며, 주변의 물질이 화학반응을 하도록 유도하는 물질입니다.
Catalytic Coonverter 에서 촉매로 사용하는 물질이 백금입니다.
백금족 (PGM: Platinum Group Metal) 중에서도 아래3가지 물질이 주로 사용됩니다.
플래티넘 (Pt : Platinum, 원자번호 78)
팔라듐 (Pd : Palladium, 원자번호 46)
로듐 (Rh : Rhodium, 원자번호 45)
2. 배기가스의 정화
엔진의 연소,배기행정을 마친 고온의 배기가스에는 인체에 유해한 CO, HC, NOx 를 다량 포함하고 있습니다.
Catalytic Converter 를 삼원촉매(3 way Catalyst) 라고도 하는데요
CO, HC, NOx 이 3가지 배기가스의 정화를 담당하기 때문입니다.
CO, HC 는 산화반응을 통하여 CO2, H2O로 전환이되며
NOx 는 환원반응을 통하여 N2, O2 로 변환됩니다.
산화촉매로는 플래티넘, 팔라듐이 사용되고,
환원촉매로는 로듐이 사용됩니다.
플래티넘, 팔라듐, 로듐이 모두 함께 산화/환원반응에 참가하지만 주된 반응을 중심으로 서술하였습니다.
3. Emisson 규제
각 국가마다 CO, HC, NOx 의 배출량을 법규로 정하고
이를 초과할 경우에는 차량을 판매할 수 없게되거나, 엄청난 세금을 물게됩니다.
환경규제는 계속 강화되는 추세이며, 사용되는 백금의 양도 증가하는 추세입니다.
최근의 내수 규제를 만족하는 승용차량은 Converter에 15~20만원 정도의 백금(플래티늄,팔라듐,로듐)이 들어있습니다.
또한, 북미의 ULEV2 (Ultra Low Emission Vehicle) 규제를 맞추기 위해서는 2 개의 Converter 가 사용되는 경우도 있습니다.
1. Exhaust Manifold 에 부착되는 CCC (Close Coupled Converter)
2. Muffler 전단에 부착되는 UCC (Underbody Catalytic Converter)
쉽게 설명드리려고 시작했는데,
화학식도 들어가 버리고... 귀금속 시세에 환율까지 들어갔네요...
아무튼, 끝까지 읽어 주셔서 감사합니다.
