생기원, 유해가스·미세먼지 99.9% 제거 스마트 공기정화 개발

한국생산기술연구원(생기원) 연구진이 공기 중 유해가스와 초미세먼지, 병원체까지 동시에 제거할 수 있는 ‘스마트 공기정화 시스템’을 개발했다.

연구 성과는 요양시설과 어린이집 등 다중이용시설에서의 활용 가능성이 기대된다.

이번 연구는 생기원 섬유솔루션부문 도성준 수석연구원 연구팀이 수행했다.

연구팀은 공기 중 유해가스·미세먼지·병원체가 입자 크기와 특성이 달라 각각 다른 장치가 필요했던 기존 한계를 해결하고, 단일 시스템에서 모든 유해물질을 통합 관리할 수 있는 ‘HAPs-Solver(Hazardous Air Pollutants Solution)’를 완성했다.

상단에는 자체 설계한 ‘고성능 사이클론 기반 포집기’를 적용했다.

원뿔형 구조의 포집기는 강한 원심력으로 공기 중 미세입자를 외벽으로 밀어내 액상 형태로 모은다.

수집된 물질은 별도 전처리 없이 금 나노구조체 기반 SERS(표면증강라만분광) 면역분석을 통해 항원-항체 반응 신호를 측정해 데이터화한다.

이 데이터는 연구팀이 고안한 디지털 카운팅 방식으로 분석돼, 극미량 병원체도 포집 후 150분 이내에 검출 가능하다.

하단에는 유해가스 제거 필터가 적용됐다.

MOF(금속-유기 복합체) 기반 섬유 필터는 암모니아, 포름알데하이드, 황화수소 등 유해가스를 99.9% 제거할 수 있다.

초미세먼지 차단을 위해 자체 개발한 ePTFE 멤브레인 복합 필터를 도입했으며, 미세 기공 구조와 멜트블로운 부직포를 결합해 내구성과 공기 투과성을 유지하면서 99.9% 이상의 차단 성능을 발휘한다.

도성준 수석연구원은 “다양한 공기 부유 유해물질을 단일 시스템에서 관리할 수 있는 통합 솔루션”이라며 “향후 실증을 거쳐 요양시설, 어린이집과 같은 다중이용시설 적용을 추진할 계획”이라고 말했다.

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배동현([email protected]) 기사제보