자동차의 배출가스

연료 불완전 연소로 일산화탄소 생성
촉매변화기 설치…산소·질소로 환원

요즘 지구 온난화에 대한 관심이 상당히 높다. 지구 온난화의 주범이 자동차 배출가스이며, 인체에 해로운 영향을 주므로 배출가스의 저감에 대한 관심이 고조되기 때문이다. 이러한 자동차의 배출가스는 연료가 연소한 다음 머플러를 통해 배기되는 배기가스와 엔진의 연소실에서 불완전 연소에 의해 실린더벽이나 밸브사이로 배출되는 블로바이가스, 자동차의 연료탱크나 주유시에 증발하는 연료증발가스로 구분하며, 인체에 유해한 성분인 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물 및 입자상 물질과 인체에 무해한 성분인 이산화탄소로 나눠진다.

일산화탄소(CO)는 연료의 불완전연소에 의해 생성되는 무색, 무취의 가스이다. 연탄가스로 더 알려진 이 가스는 헤모글로빈과 결합해 혈액속에 산소를 운반능력을 저하시켜 두통, 집중력 감소를 가지고 오고 심할 경우 사망한다.

탄화수소(HC)는 휘발유와 같은 연료의 성분으로 연료의 증발과 블로바이가스 또는 불완전한 연소에 의해서 발생하며 질소산화물과 함께 햇볕과 광화학 반응을 일으켜 광화학 스모그를 생성한다.

질소산화물(NOX)은 연료가 연소될 때 높은 연소온도에 의하여 공기중의 질소와 산소가 반응해 질소산화물이 생성되며 이산화질소가 주성분이다. 질소산화물은 호흡기계통에 영향을 미치며 질산이온을 만들어 강한 산성비를 만든다.

입자상 물질(PM)은 디젤엔진에서 주로 배출되며 입자상 물질의 조성은 무기탄소, 고 비점 탄화수소와 같은 유기탄소, 황산입자 및 윤활유의 연소에 의한 회분등이 포함된다. 자동차에서 배출되는 입자상 물질은 대부분이 아주 작기 때문에 호흡할 때 폐 깊숙이 침투해 기관지염, 천식, 심장환자 및 독감에 걸린 사람들의 질병을 악화시킨다.

이산화탄소(CO2)는 석유계 연료와 모든 유기화합물질이 연소할 때 생성되며 인체에는 무해하나, 공기중에 이산화탄소량이 증가됨에 따라 지구온난화 현상의 주성분이 돼 평균기온이 상승돼 빙하가 녹아 해수면이 높아지는 등 생존의 위협을 주고 있다.

자동차에는 배출가스를 줄여주기 위해서 블로바이가스환원장치, 연료증발가스제어장치, 배기가스재순환장치를 설치해 배출되는 유해가스를 포집, 재연소시키고 있으며, 마지막에는 촉매변환기를 설치해 배기가스를 무해한 산소, 질소등으로 산화 또는 환원하도록 하는 장치를 설치했다. 그러나 이러한 장치는 석유계 연료의 특성상 배출가스를 완전히 줄이지는 못한다. 그래서 최근에는 모터와 축전지를 이용한 전기자동차, 수소를 이용한 수소자동차, 태양광을 이용한 태양광자동차 등 친환경 무공해 자동차산업이 각광을 받고 있다.

<제공: 김연수 교수 한국폴리텍대학 달성캠퍼스 자동차학과(자동차정비기능장)>

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