이미

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 김일두·기계공학과 이승섭 교수 공동연구팀이 필터 없이 초미세먼지를 빠르게 제거하는 공기정화 장치를 개발했다고 8일 밝혔다.

이 장치는 이승섭 교수의 '오존 없는 물 정전분무'(electrospray) 기술과 김일두 교수의 '고흡습 나노섬유'(hygroscopic nanofiber) 기술이 결합했다.

장치 내부에는 고전압 전극, 물을 스스로 끌어올리는 나노섬유 흡수체, 모세관 현상으로 물을 이동시키는 폴리머 미세채널이 포함돼 있다. 이 구조 덕에 펌프 없이도 물이 자동으로 공급되는 자기펌핑(self-pumped) 구조가 구현되며, 장시간 안정적인 물 정전분무가 가능하다.

연구팀이 0.1m³실험챔버에서 시험한 결과, 이 장치는 PM0.3∼PM10 범위의 다양한 입자를 20분 내 99.9% 제거했다. 기존 필터식 공기청정기로 제거가 어려운 PM0.3 극초미세먼지도 5분 내 97% 제거하는 성능을 보였다.

머리카락 굵기의 약 200분의 1에 불과한 PM0.3(지름 0.3㎛) 이하 크기의 극초미세먼지까지 단시간에 제거할 수 있음을 확인했고, 장시간 사용해도 성능 저하가 없는 높은 안정성과 내구성도 동시에 입증했다고 연구팀은 덧붙였다.

연구팀 관계자는 "이번 기술은 오존이 전혀 발생하지 않으면서도 고효율 정화 성능을 유지해 차세대 친환경 공기정화 플랫폼으로의 가능성을 제시했다"며 "필터 교체 비용이 없고, 초저전력 구동, 장시간 안정성 확보 등 장점을 통해 실내 환경뿐만 아니라 차량용·클린룸·휴대형·웨어러블 공기정화 모듈 등 다양한 분야로 확장이 기대된다"고 말했다.

연구 결과는 재료과학 및 나노기술 분야 국제학술지인 어드밴스트 펑셔널 머티리얼스에 지난달 14일자로 게재됐다.