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에너지연, 물방울 정전분무 방식 공기청정기술 개발

서울 지하철역 실증 성공…공공시설·가정용으로 확대 가능

(대전=뉴스1) 심영석 기자 | 2021-05-04 12:00 송고
서울교통공사 장한평역 플랫폼에서 3-in-1 정전분무 공기청정기 운전 모습(에너지연 제공) © 뉴스1

국내 연구진이 물의 정전분무를 이용한 고효율의 공기청정기술을 개발하고 실증까지 성공했다.

4일 한국에너지기술연구원(에기연)에 따르면 EMS연구실 최종원 박사 연구진이 물에 고전압을 걸어 초미세먼지, 부유세균 및 휘발성 유기화합물을 '3-in-1'으로 동시에 저감시킬 수 있는 정전 분무 방식의 차세대 공기청정기술을 개발했다.

연구진은 서울교통공사 5호선 장한평 역사 내에서 성공리에 실증 연구까지 마쳤다.

일반적으로 물은 5~20㎛ 사이의 작은 크기가 되면 액적 표면이 자발적으로 수소 이온과 수산화 이온(OH╴)으로 나뉘게 된다.

이러한 작은 물 액적들이 바늘과 전극 사이에 형성되는 수 kV/cm의 높은 전기장 환경에 놓이면, 표면의 수산화 이온이 수산화 라디컬로 변함과 동시에 2개의 수산화 라디컬이 결합해 소독약 성분인 과산화수소(H2O2)로 변한다.

또, 노즐 주위를 지나는 공기 중에 있는 일부 산소 분자는 전기장을 지나면서 코로나 방전(Corona discharge, 도체 주위의 유체의 이온화로 인해 발생하는 전기적 방전)에 의해 오존으로 산화됨과 동시에 물 액적 속에 용해되어 강력한 산화력·살균력을 지닌 오존수가 된다.

이렇게 생성된 과산화수소수와 오존수는 실내 공기 내 떠다니는 세균, 바이러스를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 악취도 제거할 가능성을 가지고 있다.

연구진은 이러한 원리를 이용해 별도의 첨가제 없이 물만의 본질을 이용한 정전분무 기술로 초미세먼지의 집진, 부유세균의 살균, 휘발성 유기화합물의 산화가 동시에 이루어질 수 있는 공기청정기를 개발해 지하철 플랫폼에서 동시 저감 기술의 검증까지 마쳤다.

연구진이 개발한 기술은 필터를 사용하지 않으므로 기존 여과식 공기청정기가 지니고 있는 높은 차압에 따른 팬 소모동력 증가 및 주기적인 필터의 교체비용에 대한 부담을 덜어줄 수 있다.

단순히 물의 보충 및 저가의 물필터의 교체가 유지보수의 전부인 편리한 실내 공기질 관리의 새로운 방법을 제시한 것으로 경제적으로도 의미가 매우 높고 활용 범위도 넓어질 것으로 기대된다.

연구 책임자인 최종원 책임연구원은 “기술이 상용화될 경우 불특정 다수가 이용하는 지하철, 어린이집, 종교시설 등과 같은 다중 이용시설의 경제적이고 효과적인 공기질 개선에 큰 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.


km5030@news1.kr

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