(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 김일두 교수와 기계공학과 이승섭 교수 공동연구팀이 필터 없이 초미세먼지를 빠르게 제거하고 초저전력으로 구동되는 새로운 물 정전분무 기반 공기정화 장치를 개발했다고 8일 밝혔다.
연구팀은 이번 장치가 기존 공기청정기의 한계를 넘어 필터 교체가 필요 없고 오존도 발생하지 않으면서, 머리카락 굵기의 약 200분의 1에 불과한 지름 0.3나노미터(㎛) 이하 크기의 극초미세먼지까지 단시간에 제거할 수 있음을 확인했다.
또 장시간 사용해도 성능 저하가 없는 높은 안정성과 내구성도 동시에 입증했다.
이 장치는 이 교수의 '오존 없는 물 정전분무' 기술과 김 교수의 '고흡습 나노섬유' 기술을 결합해 탄생했다.
장치 내부에는 고전압 전극, 물을 스스로 끌어올리는 나노섬유 흡수체, 모세관 현상으로 물을 이동시키는 폴리머 미세채널이 포함돼 있다.
연구팀이 0.1m³실험 챔버에서 시험한 결과, 이 장치는 극초미세먼지(PM0.3)~미세먼지(PM10) 범위의 다양한 입자를 20분 내 99.9% 제거했다.
특히 기존 필터식 공기청정기로 제거가 어려운 극초미세먼지도 5분 내 97% 제거하는 뛰어난 성능을 보였다.
30회 연속 테스트와 50시간 연속 구동에서도 성능 저하 없이 안정적으로 작동, 전력소모는 스마트폰 충전기보다도 적은 수준의 전력인 약 1.3와트(W)로 기존 헤파 기반 공기청정기의 약 20분의 1 수준에 불과했다. 필터가 없어 공기 흐름의 압력손실이 없고 소음도 거의 발생하지 않는다.
이번 기술은 필터 교체 비용 제거, 초저전력 구동, 장시간 안정성 확보 등의 장점을 통해 실내 환경뿐 아니라 차량용·클린룸·휴대형·웨어러블 공기정화 모듈 등 다양한 분야로의 확장이 기대된다.
현재 이 교수의 연구실 창업기업 ㈜A2US를 통해 사업화가 진행 중이다.
기계공학과 채지환 박사과정, 신소재공학과 조유장 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 재료과학 및 나노기술 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)'에 게재됐다.
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