173-173 2023 [춘계학술대회]
| 제목 | LPG 차량 삼원촉매(TWC)의 NOx 저감에 따른 NH3 배출량 분석 |
|---|---|
| 분야 | 에너지 및 배기 |
| 언어 | Korean |
| 저자 | 정준우( 한양대학교), 김승리( 한양대학교), 우승철( 한양대학교), 이정구( 한양대학교), 이상욱(국립환경과학원), 장우준(국립환경과학원), 이종태( 국립환경과학원), 권상일( 국립환경과학원), 이기형( 한양대학교) |
| Key Words | Liquefied Petroleum Gas(액화석유가스), NH3(암모니아), RDE(실도로 주행 배출가스), PEMS(이동식 배출가스 측정장비), Nitrogen Oxide(질소산화물) |
| 초록 |
전 세계적으로 배기규제가 강화되면서 소형차의 규제대응 방안으로 후처리 장치 및 촉매 개발을 지속적으로 진행하고 있다. 가솔린 및 LPG 엔진은 이론공연비의 연소에 적합한 삼원 촉매(TWC)를 사용하고 있으며, 이는 NOx 저감 효율이 매우 크다. 최근 연구에서는 TWC의 NOx 저감 시 많은 양의 NH3가 발생하는 것을 확인하였다. NH3는 미세먼지의 2차 생성물질이며, Euro 7의 새로운 규제 대상물질로 선정되어 주목받고 있다. NH3에 관한 연구는 대부분 엔진실험이며, 실차 및 RDE 실험 결과는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 TWC가 장착된 LPG 차량을 대상으로 PEMS을 설치하여 NOx 및 NH3 배출특성을 분석하였다. NH3는 촉매에 축적되기 때문에 냉간 시동 조건으로 실험을 진행하였다. 촉매의 정화능력에 따른 영향을 분석하기 위해 외기 온도의 변화, 노후화된 촉매 교체를 진행하여 NOx 및 NH3 을 분석하였다. 외기 온도는 실내인증모드인 WTLC 모드에서 외기온도 변화(-5 oC, 20 oC, 35 oC) 조건으로 실험을 수행하였다. 노후화 촉매 교체는 배기매니폴드와 TWC를 신촉매로 교환하여 진행하였다. 외기 온도에 따른 NH3 배출량을 비교 분석한 결과 35 oC의 NH3가 –5 oC 보다 1.93배 높게 발생하였다. 이는 TWC의 정화효율이 온도가 400 oC에서 가장 크기 때문에 활성화 온도에 가장 늦게 도달하는 –5 oC의 NH3가 가장 적기 때문으로 판단된다. 노후화 촉매를 신촉매로 교체 시 신촉매는 NOx의 정화능력이 없어 NOx의 저감은 이루어지지 않는 것을 확인하였으며, NH3는 많이 배출되는 결과를 얻었다. 이러한 결과로부터 신촉매가 정화능력을 갖추어감에 따라 NOx는 저감되고, NH3는 증가하는 경향을 알 수 있었다. |
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