KR20080101889A - 개선된 스타트업 거동을 갖는 촉매 변환장치 - Google Patents

개선된 스타트업 거동을 갖는 촉매 변환장치

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KR20080101889A
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유르겐 퀠
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우미코레 아게 운트 코 카게
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Abstract

주름잡힌 시트층 및 평탄한 시트층으로 구성된 금속 허니컴(honeycomb)이 구비된 차량용 배기가스 촉매에서, 허니컴의 열용량 및 열전도도는 시트층의 천공에 의해 감소될 수 있음이 공지되어 있다. 결과로서, 허니컴은 매우 신속히 가열되며, 허니컴에 도포된 촉매 코팅은 매우 신속히 운전 온도에 도달한다. 이때의 단점은 시트층의 천공으로 인해 지지체 표면적이 감소되는 것이다. 본 발명에 따르면, 촉매 코팅에 사용되는 코팅 현탁물의 특성 및 서로에 대해 구멍의 치수를 적절히 조절하여 촉매 물질이 영구히 구멍에 충전되도록 할 수 있다. 생성된 촉매는, 미천공된 시트층을 구비한 촉매와 동일한 코팅 농도에서, 상당히 감소된 열용량 및 열전도도를 갖는다.

Description

개선된 스타트업 거동을 갖는 촉매 변환장치{Catalytic converter with improved start-up behaviour}
본 발명은 내연기관의 배기가스 정화용 촉매 물질의 코팅을 위한 지지체로서의 금속 허니컴(honeycomb)에 관한 것이다.
허니컴에서 요구되는 것은, 첫째로 코팅을 하기에 적당하도록 큰 기하학적 표면적이며, 둘째로 촉매의 운전 온도로 허니컴이 신속히 승온되도록 하는 낮은 열용량이다. 추가로, 맥동하는 가스 유동 및 엔진과 차량의 진동을 통한 기계적 스트레스를 견디기 위한 충분한 기계적 안정성이 허니컴에게 요구된다. 더구나, 허니컴의 재료는 고온의 부식성 배기가스 환경에 내성이 있어야 한다.
가공된 촉매의 촉매 코팅은, 촉매 활성인 백금족 금속이 퇴적되는 표면을 갖는, 미분된 열안정성 금속 산화물로 이루어진다. 적합한 금속 산화물로는, 예를 들어 산화 알루미늄, 산화 티타늄, 산화 규소, 산화 세륨, 산화 지르코늄, 제올라이트 및 이들의 혼합물 또는 혼합된 산화물, 및 안정화제 예컨대 산화 란탄 및 산화 바륨이 있다. 이들 물질을 허니컴에 도포하기 위해 분말 물질을, 예를 들어 물에 현탁시킨다. 이어서, 이러한 코팅 현탁물은 공지된 공정에 의해 허니컴 상에 퇴적되고, 건조되고, 하소(calcine)함으로써 강화된다.
허니컴은 다양한 구조일 수 있다. 매우 초기 단계에서 조차 나선형으로 감겨진 허니컴이 사용되었다. 이는 평탄한 한 장의 시트(sheet)층 및 주름잡힌 한 장의 시트층으로 이루어지는데, 이들은 교대로 겹쳐져 올려지도록 배열된 후, 나선형으로 감겨지고 외부 관 내로 삽입된다. 상기 두 시트층은 배기가스가 유동할 수 있고, 촉매 코팅과 집약적으로 접촉할 수 있게 하는 채널을 형성한다.
또다른 설계에서는, 허니컴은 교대로 배열된 다수의 평탄한 시트층들 및 주름잡힌 시트층들 또는 상이하게 주름잡힌 시트층들로 형성되는데, 이러한 경우 시트층들은 서로 교대로 엮인 하나 이상의 스택을 우선 형성한다. 시트층의 말단부가 외부에 있고, 외부 관과 결합할 수 있다. 이는 시트층과 외부 관 사이에 많은 연결 부분을 형성하며, 허니컴의 기계적 강도를 상승시킨다.
시트층에 사용된 물질은 바람직하게는 알루미늄-함유 강철 합금이며, 이는 예를 들어 FeCrAlloy®라는 상표명으로 시판되고 있다. 이는 철-크롬-알루미늄 합금이다. 시트층의 두께는 일반적으로 20 내지 80㎛이며, 바람직하게는 50㎛이다.
채널 내의 유동에 영향을 주고/주거나 개개의 유동 채널 사이에 횡단 혼합(transverse mixing)을 달성하기 위하여 천공 및 주름을 시트층에 제공할 수 있음이 한동안 공지되어 있었다. 마찬가지로, 홈이 패인 시트를 금속 허니컴의 조립에 사용할 수 있음이 공지되어 있다. 허니컴의 열용량을 입구 영역에서 통제된 방식으로 감소시키기 위해, 예를 들어 미국 특허 제5,599,509호에는 허니컴 입구 영역의 배기가스 유동 방향에 횡으로 홈이 패인 시트를 장착하는 것이 제안되어 있다.
전방부의 감소된 열전도도 및 열용량의 결과로서, 사용된 촉매 코팅은 이의 활성 온도(lightoff temperature)에 더욱 신속하게 도달하므로, 예를 들어 일산화탄소 및 탄화수소에 대하여 더 양호하게 전환된다. 그러나, 전환의 개선은 시트층 중의 홈 면적 백분율에 상당히 의존한다. 홈 면적이 20 내지 50% 내에서만 전환이 개선된다. 50% 초과시엔, 활용가능한 촉매 물질이 동일한 두께의 촉매층에 대하여 홈 면적의 증가에 따라 감소하기 때문에, 탄화수소 전환은 다시 감소한다. 따라서, 전환의 개선은 승온 단계에서만 관찰된다. 승온 단계 이후에, 촉매 물질의 감소된 양은 배기가스 중의 해로운 물질 전환의 악화를 가져온다. 더구나, 소량의 촉매 물질 때문에, 이러한 촉매는 낮은 노화 내성을 갖는다. 게다가, 난류가 구멍에 형성되므로, 시트층의 천공은 촉매의 배압(back pressure)을 증가시킨다. 이러한 촉매 지지체와 동일한 기하학적 조건으로 미천공된 지지체의 경우와 동일한 질량의 촉매 물질을 사용하려 한다면, 촉매층의 층 두께 및 그에 따른 촉매의 배압은 마찬가지로 필연적으로 증가된다.
독일 공개특허공보 제103 14 085 A1호에는 마찬가지로 적어도 부분적으로 천공된 시트층으로 이루어진 금속 허니컴이 개시되어 있다. 천공의 목적은 상이한 유동 채널의 배기가스 스트림의 횡단 혼합을 가능하게 하는 것이다. 따라서, 코팅시에, 코팅 현탁물에 의해 구멍이 폐쇄되지 않는 것이 보장된다. 이러한 이유로, 코팅 현탁물과 지지체 본체 사이에 상대적 움직임을 발생시키고 이로 인해 구멍의 폐쇄를 방지하는 진동 장치 내에서 허니컴을 코팅한다.
미국 특허 제5,821,194호에는 평탄한 시트층 및 주름잡힌 시트층으로 구성된 금속 허니컴이 개시되어 있다. 예비-코팅 물질의 접착을 개선하기 위해, 시트층은 다수의 구멍이 장착되어 있으며, 이 속으로 예비-코팅 조성물이 코팅 중에 침투하고 시트층 및 코팅 물질 사이의 기계적 고정 장치를 형성한다. 이러한 목적을 위해, 구멍의 직경은 시트층 두께의 약 절반 크기이며, 따라서 25 내지 35㎛이다. 구멍은 서로간에 약 1mm의 거리를 두고 배치된다.
도 1 내지 7은 추가로 발명을 설명하는 데 기여한다.
도 1 내지 도 4는 다양한 구멍 형상 및 구멍 분율을 갖는 천공된 시트층의 예이다.
도 5는 촉매의 개선된 활성의 예이다.
도 6은 허니컴을 형성하는 데 사용된 30% 연신한 인장철망판의 사진이다:
a) 미코팅된 상태
b) 촉매 코팅된 후
도 7은 미천공된 시트층으로 이루어진 종래의 허니컴 및 인장철망판으로부터 제조된 시트층을 구비한 본 발명의 허니컴을 장착한 유럽 오토바이 시험 사이클에서의 배기가스 배출의 비교 측정이다.
도 1 내지 5는 시트층의 몇 가지 가능한 천공의 실시예를 두배 확대된 도면 축척으로 나타낸다.
도 1 및 도 2는 직경 0.8mm인 원형의 구멍으로 이루어진 천공을 나타낸다. 도 1 및 도 2의 천공은 서로 구멍 간의 거리에 차이가 있고, 그 결과로서 구멍 면적 백분율이 차이가 있다. 도 1에 따르면 구멍 면적은 천공된 시트 영역의 50%인 반면에, 도 2의 천공에 따르면 구멍 면적은 단지 25%이다.
도 3 및 도 4는 다양한 크기의 연신된 구멍이 있는 천공 및 구멍 면적 백분율을 나타낸다.
본 발명은 종래의 천공된 시트층의 기술에서 공지된 단점을 회피한 것이다. 본 발명의 목적은 적절한 수단을 통해서 시트층의 구멍 표면을 통한 지지체 표면의 손실을 보상하려는 것이다.
본 목적은 내연기관의 배기가스 정화용 촉매에 의해 달성되며, 이는 배기가스를 위한 입구 말단면 및 출구 말단면이 구비된 평탄한 금속 시트 및 주름잡힌 금속 시트로 구성된 허니컴, 열용량을 감소시키기 위해 구멍이 장비된 금속 시트, 및 금속 시트에 적용된 촉매 물질을 포함한다. 촉매는 금속 시트의 구멍 및/또는 홈을 촉매 물질로 실질적으로 충전하고, 모든 구멍을 합한 면적이 금속 시트 면적의 5 내지 80%인 것을 특징으로 한다.
미국 특허 제5,599,509호와 대조적으로, 본 발명에 따르는 시트층의 구멍 및 홈은 촉매 물질로 충전된다. 코팅 작업시에 촉매 물질 또는 예비-코팅의 충전을 직접적으로 수행한다; 추가적인 작업 단계는 필요치 않다. 천공이 없는 동일한 기하학적 지지체인 경우, 동일한 양의 촉매 물질이 사용될 때 열용량은 시트층의 천공비율에 의해 감소된다. 표 1의 물리 데이타를 활용하여 상기 효과를 평가한다.
FeCrAlloy 및 산화 알루미늄으로 이루어진 촉매층의 물리 데이타 비교
특성 FeCrAlloy 촉매층
밀도 g/dm3 7.28 1.2 ~ 1.6
비열용량 J/(kg·K) 480 750 ~ 950
열전도도 W/(m·K) 16 1.4
본 발명에 따르는 이점은 시트층의 천공이 촉매 물질의 양적 감소를 유도하지 않는다는 것이다. 지지체의 감소된 열용량의 결과로서, 본 발명의 촉매는 매우 신속하게 활성 온도에 도달하고, 이후 감소되지 않은 촉매 코팅 양의 온전한 활성도를 나타낸다. 더구나, 본 발명의 촉매는, 촉매 물질의 더 높은 적재 농도 때문에, 종래의 천공된 촉매에 비하여 개선된 노화 안정성을 갖는다.
물론, 허니컴의 구멍을 폐쇄하지 않고 종래 기술에 따라 동일한 코팅 농도를 적용하는 것 또한 가능하다. 그러나, 코팅 두께는 불가피하게 상당히 커져야 하며, 따라서 촉매의 보다 높은 유동 저항이 유발될 것이다.
본 발명의 촉매를 제조하기 위해서는, 촉매 물질로 모든 구멍을 실질적으로 완전하게 충전할 것을 보증하기 위해 코팅 현탁물의 특성을 구멍 치수로 조정해야 한다. 저점도 코팅 현탁물은 작은 구멍만을 폐쇄할 수 있고; 이와 대조적으로 점성 코팅 현탁물은 상대적으로 큰 구멍까지도 덮을 수 있다. 당해 기술분야의 숙련자는 몇번의 예비 실험으로 최적의 조건을 용이하게 결정할 수 있다.
구멍의 형태는 원형일 필요는 없다. 코팅 현탁물로 덮여지는 구멍 면적은 구멍의 유형 및 코팅 현탁물의 특성에 따른다. 일반적으로, 개개의 구멍 면적은 0.1 내지 25mm2일 수 있다. 원형 구멍의 경우, 0.1 내지 1mm2의 구멍 면적이 유용한 것으로 밝혀졌으며; 이와 대조적으로 연신된 구멍의 경우에, 구멍 면적은 0.25 내지 25mm2 사이로, 바람직하게는 0.25 내지 5mm2 사이로 선택될 수 있다. 따라서, 전술한 제한된 정황 내에서, 구멍은 원형, 타원형, 계란형, 정사각형, 직사각형, 가늘고 길쭉한(slot) 형태 또는 다각형일 수 있다.
코팅 현탁물 및 구멍 치수의 특성에 대한 상기의 요구조건을 관찰할 때, 침지하기, 붓기, 흡인하기 또는 주입하기 등으로 공지된 코팅 공정은 실제 코팅 공정에 사용될 수 있다. 그러나, 압축된 공기를 불어대어 과도한 코팅 현탁물의 제거시에, 습윤한 촉매 물질로 폐쇄된 구멍이 이러한 작업 중에 다시 개방되지 않을 것이 역시 보장되어야 한다.
코팅 현탁물은 건조된 후, 약 300 내지 600℃에서 하소된다. 이후에, 구멍은, 내연기관의 배기가스 배관 내의 혹독한 작업 조건을 견디는, 촉매 물질의 강건한 층으로 폐쇄된다.
이러한 방법으로, 미천공된 허니컴의 경우에서와 같이, 바람직한 코팅 두께에 따라 허니컴의 용적(L)당 50 내지 400g의 코팅 농도를 얻는 것이 가능하다. 구멍을 폐쇄하지 않고 동일 코팅 농도를 사용하려는 의도라면, 시트 상의 코팅 두께를 상응하게 증가시켜야 할 것이다.
허니컴의 생산을 위해서, 천공된 형태로 모든 시트층, 평탄한 시트층 및 주름잡힌 시트층 모두를 사용하는 것이 선호된다. 그러나, 본 발명의 이점은, 예를 들어 평탄한 시트층만 또는 주름잡힌 시트층만 천공된 형태로 사용되는 때 - 묽어진(attenuated) 형태에서 조차 - 에도 또한 실현된다.
더구나, 허니컴의 특정한 영역에만 천공을 제한하는 것도 적절할 수 있다. 예를 들어 허니컴의 유입 영역에만 천공을 배치하는 것도 이득이 된다.
천공된 영역에서 시트층 전체 면적 A에 대한 모든 구멍을 합한 면적은 달성가능한 열용량의 감소를 결정한다. 본 발명에 따르면, 허니컴의 천공된 영역의 전체 면적에 대한 모든 구멍의 면적은 5 내지 80%이다. 80%를 초과하면, 허니컴의 강도가 천공에 의해 너무 심하게 손상된다. 구멍의 분율은 5 내지 65%, 특히 20 내지 65%가 바람직하다.
천공에 더하여, 시트층은 배기가스 스트림이 소용돌이가 생겨서 촉매 코팅과의 접촉이 개선되도록 주름 및 양각새김을 가질 수도 있다.
이른바 인장철망판(expanded metal)을, 허니컴을 조립하기 위한 시트층용으로 사용하는 것도 특히 이점이 있다는 것이 밝혀졌다. 인장철망판이란, 메시(mesh)로 알려진, 구멍이 있는 금속층을 지칭하며, 이는 재료의 손실없이 정확한 각도에서 컷으로 동시에 연신하는 오프셋(offset) 컷으로 얻는다. 인장철망판은 마름모꼴 또는 가늘고 길쭉한 형태의 메시가 있는 격자 구조를 갖는다. 메시는 여러 가닥 및 이들에 의해 둘러싸인 구멍으로 이루어진다. 가닥의 교차점은 노드(node) 점으로서 지칭된다. 메시의 크기는 메시 길이 및 메시 폭으로 주어진다. 메시 길이는 노드 점 중심으로부터 긴 대각선 방향의 노드 점 중심까지의 거리이다. 메시 폭에 대해서도 동일하게 적용한다. 인장철망판의 추가적인 특성은 이의 가닥 폭이다.
금속 시트로부터 인장철망판을 제조하는 경우, 천공 단계 이전에 아직 미천공된 시트는 변형에 저항하기 때문에 가닥들을 천공 단계에서 연신하며, 이 때문에, 연신 방향으로 정확한 각도에서 금속 시트의 폭이 유지된다. 이는 인장철망판의 주름잡힌, 가소성으로 구성된 표면을 형성한다. 평탄한 표면이 바람직한 경우, 연신 후 인장철망판을 평평하게 압연할 수 있다. 인장철망판은 자유 단면적 4 내지 약 90%로 제조될 수 있다.
본 발명의 촉매를 위해, 평탄한 금속 시트 또는 주름잡힌 금속 시트 또는 양쪽 유형의 시트는 인장철망판으로 이루어질 수 있다. 메시 길이는, 5 내지 80% 로 연신하는, 바람직하게는 10 내지 50%로 연신하는, 바람직하게는 0.5 내지 5mm 이다. 30% 연신한 인장철망판으로 양호한 결과가 얻어진다. 30% 신장이란, 제조된 후 인장철망판이 출발 시트 길이의 1.3배인 것을 의미한다. 따라서 이러한 시트는 약 23%의 자유 구멍 면적을 가지며, 동일한 길이의 통상적인 시트와 비교하여 상기 백분율 만큼 감소된 질량을 갖는다.
인장철망판의 주름잡힌 표면은, 촉매의 유동 채널 내에 배기가스를 소용돌이 치게하여 촉매 코팅과의 접촉을 개선시키기 때문에, 가공된 촉매의 촉매 활성에 이로운 효과를 갖는다. 그러나, 이는 배기가스 배압을 증가시킨다. 이러한 점이 바람직하지 않은 경우, 인장철망판은 촉매 본체가 형성되기 전에 압연함으로써 평평하게 할 수 있다.
본 발명의 촉매는 내연기관의 배기가스 정화용으로 사용된다. 촉매 코팅은 배기가스 조성물의 구체적인 요구사항에 맞춰 조절될 수 있다. 코팅은 산화 촉매, 쓰리-웨이(three-way) 촉매, 산화 질소 저장 촉매 또는 SCR 촉매로 구성될 수 있다. 본 발명의 촉매는, 엔진에 근접한 출발 촉매 또는 바닥밑(underfloor) 촉매 양쪽 모두로서 가솔린 또는 디젤 엔진을 장착한 전동기 차량에 사용될 수 있다. 촉매는 오토바이 및 전동기 수상 차량의 배기가스 정화에 특히 이점이 있다.
시뮬레이션 계산
본 발명의 촉매의 이점을 설명하기 위해서, 시뮬레이션 계산이 수행되었다. 시뮬레이션의 기준으로서, 1200㎤의 4행정 엔진을 장착한 오토바이의 배기가스 값, 즉 해로운 물질의 농도 및 배기가스 온도를 EU3 시험 사이클에서 시험 시간의 함수로서 측정하였다.
해로운 물질의 전환을 계산하기 위해서, 360cm-2의 셀 밀도, 90mm의 직경, 74.5mm의 길이를 갖는 두개의 금속 허니컴을 가정하였다. FeCrAlloy로 이루어진 금속 시트는 50㎛의 두께를 가졌다. 비교 계산을 위해, 미천공된 금속 시트로 조립된 허니컴을 가정한 반면에, 예시 계산을 위해, 구멍 면적 50%인 천공된 금속 시트를 갖는 허니컴을 가정하였다. 특정된 촉매 코팅은, 양쪽 모두의 경우, 허니컴 용적(L)에 대해 1.48g/L의 귀금속 농도를 갖는 플래티넘, 팔라듐 및 로듐으로 된 쓰리-웨이 촉매였다.
EU3 사이클의 처음 200초 동안의 측정 및 계산의 결과를 도 5에 나타내었다. "V" 표시는 시험 사이클에 따른 오토바이의 속도 구배를 나타낸다. T1은 촉매로의 도입 전의 배기가스를 측정한 온도 구배이다.
도 5의 곡선 T2는 미천공된 비교 촉매를 지난 후의 계산된 온도 구배를 나타내며, 반면에 곡선 T3는 천공된 예시 촉매를 지난 후의 온도 구배를 나타낸다. 예시 촉매의 천공에 기인하여, 이는 매우 신속하게 가열됨을 명백히 알 수 있다. 따라서, 천공된 촉매는 미천공된 비교 촉매보다 ΔT = 13초 빠르게 250℃의 온도에 도달하였다.
실시예 1: 비교 촉매(촉매 A):
두께가 0.05mm이며, 직경이 90mm이고, 길이가 74.5mm이며, 셀 밀도가 200cm-2인 미천공된 금속 박(箔)으로 구성된 원통형의 금속 허니컴을, 허니컴 용적(L)에 대해 1.55g/L의 귀금속 농도를 갖는 플래티넘, 팔라듐 및 로듐으로 이루어진 종래의 쓰리-웨이 촉매로 코팅하였다.
실시예 2: 본 발명의 촉매(촉매 B):
촉매 특성의 비교를 위해, 비교 촉매로서 동일 치수, 박 두께 및 동일한 셀 밀도를 갖는 추가로 지지된 금속 촉매를 제조하였다. 그러나 미천공된 금속 박 대신, 30% 연신되고, 메시 길이가 0.6이고, 메시 폭이 0.5이며, 가닥 폭이 0.18mm인 인장철망판이 사용되었다. 금속 지지체를 비교 촉매와 동일한 농도의 동일한 쓰리-웨이 촉매로 코팅하였다.
도 6 a)는 촉매 코팅에 앞서 사용된 인장철망판의 구조에 대한 사진을 보여준다. 도 6 b)는 촉매 코팅 후에 상응하는 사진을 나타낸다. 인장철망판의 메시 구멍이 촉매 물질로 완전히 충전된 것을 명백히 알 수 있다. 촉매 물질이 인장철망판에 우수한 방식으로 접착되었고, 압축된 공기로 불어대고 노킹(knocking)있는 경우에 조차 분리현상이 나타나지 않았다.
배압 측정:
두개의 지지된 금속 촉매의 배압을 300m3(STP)/h [m3(STP)는 표준 m3]의 질량 유속으로 촉매 코팅하기 전과 후에 측정하였다.
배압 측정 결과
촉매 300m3(STP)/h에서의 배압[mbar]
코팅 전 코팅 후 상승율[%]
A 5.9 9.4 58
B 8.2 10.1 22
이의 삼차원적으로 구성된 표면에 기인하여, 코팅하지 않은 본 발명의 촉매 지지체 B는 미천공된 금속 박으로 이루어진 금속 지지체보다 상당히 더 높은 배압을 나타낸다. 촉매 코팅을 도포한 후, 비교 촉매의 배압이 5.9에서 9.4mbar로 58% 상승하였다. 인장철망판 박으로 구성된 본 발명의 촉매 지지체의 경우에는, 8.2에서 10.1mbar로 겨우 22%만이 증가하였다. 촉매 물질로 인장철망판의 메시를 충전함으로써, 미코팅된 촉매 지지체 및 코팅된 촉매 지지체 사이의 배압 증가와 비교하여, 두 촉매 사이에서의 배압의 차이가 무시될만하다는 놀라운 결과가 밝혀졌다.
유럽 오토바이 시험 사이클에서의 배기가스 배출 측정:
유럽 오토바이 시험 사이클에서의 배기가스 배출에 관하여 촉매 A 및 B를 오토바이에 대하여 분석하였다. 도 7은, 운전시간의 함수로서 시험 중 축적되는 두 촉매의 CO, HC 및 NOx 배출량의 측정값을 나타낸다. 또한, 도 7은 오토바이가 이동하는 속도를 나타낸다. 본 발명의 촉매 B의 일산화탄소 및 탄화수소 배출 곡선은 비교 촉매 A의 곡선보다 상당히 밑에 있다. 두 촉매 사이의 배출 차이는 처음 100초 동안의 콜드 스타트(cold start) 단계에 기인하며, 그 이유는, 보다 낮은 열적 질량에 기인한 본 발명의 촉매의 보다 짧은 활성 시간이다. 이들은 동량의 촉매 물질로 코팅되었기 때문에, 콜드 스타트 단계 이후, 두 촉매는 해로운 물질을 동등하게 잘 전환하였다. 그 결과로서, 콜드 스타트 단계 이후 배출 곡선이 서로 평행하게 그어졌다.
표 3에는 상기 시험 중 해로운 물질에 대한 일정 용적 표본 결과가 나열되었다.
유럽 오토바이 사이클의 일정 용적 표본 결과
촉매 일정 용적 표본 결과
CO THC3*) NOx CO2
A g/test 7.008 2.990 1.111 1764.865
g/km 0.549 0.234 0.087 138.204
B g/test 5.673 2.043 0.895 1751.660
g/km 0.444 0.160 0.070 137.256
*) THC3: C3로서 계산된 전체 탄화수소
표 3의 결과는 본 발명의 촉매 B가 비교 촉매를 기준으로, 일산화탄소 배출을 19% 감소시키고, THC3 배출을 31% 감소시키며, 질소산화물 배출을 19% 감소시킴을 나타내고 있다.

Claims (12)

  1. 배기가스를 위한 입구 말단면 및 출구 말단면이 구비된 평탄한 금속 시트(sheet) 및 주름잡힌 금속 시트로 구성된 허니컴(honeycomb), 열용량을 감소시키기 위한 구멍이 구비된 금속 시트, 및 금속 시트에 사용된 촉매 물질을 포함하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매에 있어서,
    금속 시트의 구멍이 촉매 물질로 충전되어 있고, 모든 구멍을 합친 구멍 면적이 금속 시트 면적의 5 내지 80%인 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매.
  2. 제2항에 있어서, 구멍이 원형, 타원형, 계란형, 정사각형, 직사각형, 가늘고 길쭉한(slot) 형태 또는 다각형의 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매.
  3. 제2항에 있어서, 구멍이 0.1㎟ 내지 25㎟의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매.
  4. 제3항에 있어서, 구멍이 금속 시트의 전체 표면 상에 위치하거나, 표면의 부분 상에 위치하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매.
  5. 제1항에 있어서, 평탄한 금속 시트, 주름잡힌 금속 시트, 또는 이들 둘 다가 인장철망판(expanded metal)으로부터 형성되고, 인장철망판이 노드(node) 중심에서 노드 중심까지 0.5 내지 5mm의 메시(mesh) 길이를 갖는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매.
  6. 제5항에 있어서, 인장철망판의 연신 범위가 5 내지 80%에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매.
  7. 제6항에 있어서, 인장철망판이 제조 후에 평평하게 압연되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매.
  8. 제5항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 인장철망판의 메시가 인장철망판의 전체 표면 상에 위치하거나, 표면의 부분 상에 위치하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매.
  9. 제1항에 있어서, 허니컴의 용적에 대해 50 내지 400g/L의 농도를 갖는 촉매 물질로 적재하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 배기가스 정화용 촉매.
  10. 내연기관의 배기가스 정화를 위한 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따르는 촉매의 용도.
  11. 제10항에 있어서, 촉매가 전동기 차량의 출발 촉매로 사용되거나, 바닥밑(underfloor) 촉매로 사용되는 것을 특징으로 하는, 촉매의 용도.
  12. 제10항에 있어서, 촉매가 오토바이 또는 전동기 수상 차량의 배기가스 정화를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 촉매의 용도.
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