승용 디젤자동차의 후처리시스템 적용 기술

국문 초록 (Abstract)

자동차 산업의 발달은 인류에게 공간적 제한을 극복할 수 있는 이동의 자유를 제공함으로써 통신 기술의 발달과 함께 전 세계적인 산업화에 큰 기여를 하였으나, 자동차 대수의 급증과 이로 인한 부작용이 인류의 지속 가능한 발전에 큰 위협이 될 수 있다는 인식도 높아지고 있다.
현재 자동차 산업에 큰 영향을 미칠 수 있는 세계적인 메가 트렌드를 몇 가지로 요약하면, 신흥 시장의 수요 급증에 기인한 석유 자원의 부족과 주요 산유국의 정치적 불안정에 따른 에너지 안보의 중요성이 대두되면서 고 효율, 저 연비 자동차 개발의 중요성이 강조되고 있으며, 온실 가스 과다 배출에 따른 지구 온난화와 기상 재난이 인류의 생존에 큰 위협이 될 수 있다는 공감대가 확산되면서 온실 가스 배출량에 대한 규제가 강화되고 있고, 이에 대응하기 위한 고 효율 차량과 온실 가스 배출량 저감이 가능한 신 재생 연료에 대한 개발이 가속되고 있다.
또한 인구의 도시 집중에 따라 초 거대 도시(Megacity)가 형성되면서 도심 지역의 대기 환경 개선을 위해 유해 배출물에 대한 규제가 지속적으로 강화되고 있다. 1950년 인구 천만 명 이상의 초 거대 도시로는 뉴욕시가 유일 하였으나, 1975년에는 동경, 뉴욕, 상하이, 멕시코시티, 상파울루 등 5개로 늘었고, 2000년에는 19개 도시의 인구가 천만 명을 초과하여 도시로의 인구 집중은 가속화되고 있는 것으로 판단된다.
이에 따라 거대 도심의 대기 질은 급격히 악화되고 있으며, 지속적으로 강화되고 있는 유해 배출물 규제는 도심 지역 대기 환경 개선을 위한 것으로, 특히 디젤엔진에 대한 차기 유로 6 배기규제 대응을 위해서는 기존의 산화 촉매(DOC, Diesel Oxidation Catalyst)와 디젤 입자상물질 필터(DPF, Diesel Particulate Filter)에 더해서 질소산화물 흡장 촉매(LNT, Lean NOx Trap) 또는 선택적 환원 촉매(SCR, Selective Catalytic Reduction) 등의 적용이 필요할 것으로 예상되고 있다.
또 하나의 메가 트렌드는 파워트레인 기술의 다양화로 앞서 언급한 규제와 다양한 시장의 요구에 부응하기 위해 기존의 가솔린과 디젤엔진에 더해 신 재생 에너지와 하이브리드 파워트레인, 전기차, 수소 연료 전지차 등 다양한 파워트레인에 대한 기술 개발이 이루어지고 있다.
본 고에서는 유로 6를 포함한 강화 배기규제에 대응하기 위한 디젤엔진의 후처리 기술에 초점을 맞추어 현재 진행되고 있는 기술 개발 방향과 미래 기술에 대한 전망을 간단히 소개하고자 한다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 요약
• 2. 서론
• 3. 입자상물질(PM) 중의 나노 입자 규제
• 4. 질소산화물(NOx) 저감
• 5. LNT (Lean NOx Trap) 시스템
• 6. SCR (Selective Catalytic Reduction) 시스템
• 7. 후처리장치의 복합화