요소수(尿素水)는 디젤 엔진에서 선택적 촉매 환원을 통해 질소 산화물을 질소로 환원시켜 대기오염 물질 배출의 양을 절감하기 위해 쓰이는 표준화된 농도의 요소의 수용액이다. 디젤배기유체(DEF; Diesel exhaust fluid) 또는 AUS 32(Aqueous Urea Solution 32%)라고 하며 ISO 22241에 의해 32.5%의 요소((NH₂)₂CO)와 67.5%의 탈이온수(정제수의 일종)를 쓰도록 정해졌다.
요소수가 떨어지면 기름이 떨어진 것과 같은 일이 일어나므로, 디젤차 운전자에게는 제2의 연료처럼 취급되고 있다.
반응식
180℃ 이상의 배기 가스에, 요소수가 분사된다. 그러면 요소수에 포함된 탈이온수가 배기가스의 열에 의해 증발하고, 요소가 암모니아(NH₃)와 이소시안산(HNCO)로 열 분해된다:
(NH₂)₂CO → NH₃ + HNCO
이소시안산은 수증기와 반응하여 이산화탄소와 암모니아로 가수분해가 된다:
HNCO + H₂O → CO₂ + NH₃
지금까지 화학식 정리:
(NH₂)₂CO + H2O → 2NH₃ + CO₂
암모니아는 산소와 촉매가 있는 상태에서 두 가지 다른 질소 산화물을 감소시킨다:
4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6 H₂O 그리고
6NO₂ + 8NH₃ → 7N₂+ 12 H₂O
지금까지 화학식 총 정리:
2(NH₂)₂CO + 4NO + O₂ → 4N₂ + 4H₂O + 2CO₂ 그리고
4(NH₂)₂CO + 6NO₂ → 7N₂+ 8 H₂O + 4CO₂
디젤 차량 사용시
요소수가 환경오염 방지를 위해 차량에 사용되면서 특히 대형 트럭에서 사용되는 데, 대개 1년 혹은 1만 5천킬로미터 마다 교환을 해주는 것이 좋다. 만일 요소수가 부족하면 계기판에 신호가 나오며 시동이 꺼지도록 설계되어 있는 경우도 있다.
독일자동차 공업협회 (VDA)에서는 인증마크인 애드블루(Adblue)를 부착하여 팔도록 권장하고 있다. 10리터 주입시 약 1만 5천 킬로미터를 주행할 수 있다.
제조업체
국내
국내에서 요소수를 생산하고 있는 업체로는 롯데정밀화학, 휴켐스, KG케미칼 등이 있다.
세계적 통용기준인 유로 6는 질소 산화물을 강하게 규제 하는 데, 국내에서 2014년에 디젤차량에 도입하였다.
2021년 현재, 국내에서 요소를 생산하는 곳은 한 곳도 없다. 2013년까지 롯데정밀화학에서 유일하게 생산을 해 왔으나, 중국, 러시아등에 가격 경쟁력이 뒤쳐지면서 2014년 부터 생산량을 전면 중단하였다.
해외
중국에서의 요소수 수입은 2021년 현재 99.7%에 달하고 있다. 극히 일부를 러시아나 인도네시아에서 수입하고 있다.
요소수 대란
농업용, 산업용, 경유(디젤) 차량용으로 쓰이는 요소는 경제성 때문에 2010년대부터 중국 내의 석탄으로부터 주로 생산되어 왔다. 그런데 2021년 중국 내 석탄이 부족해지자, 중국 정부가 석탄과 더불어 요소 등 석탄으로부터 만들어지는 물질의 생산과 수출을 통제하였다. 이에 요소 수입량의 97% 이상을 중국에 의존하던 대한민국에서 유독 심각하게 발생한 요소 품귀 현상이다.
동영상
참고자료
같이 보기
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