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Climate Technology NEWS
Title | (연구성과) 압력강하가 매우 적은 미세먼지 필터 소재 개발 |
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압력강하가 매우 적은 미세먼지 필터 소재 개발 제올라이트 소량 도입으로 필터 성능 크게 개선 □ 국내 연구팀이 면(綿)이나 폴리에스터 같은 섬유에 제올라이트※를 코팅하면 섬유의 미세먼지 제거효율을 2배 이상 높일 수 있다는 연구결과를 내놨다. ※ 제올라이트(zeolite) : 실리콘, 알루미늄 및 산소를 주요 성분으로 가진 다공성(多孔性) 광물질로 촉매와 흡착제, 세제 및 동물사료 등에 쓰인다. 천연 제올라이트 외에 합성 제올라이트도 용이하게 생산, 많이 유통되고 있다. □ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 정성화 교수(경북대학교 화학과) 연구팀이 제올라이트를 섬유에 소량 도입, 섬유의 미세먼지 제거효율이 면 같은 섬유 대비 2배 이상으로 향상되는 필터제조 기반기술을 개발했다고 밝혔다. □ 기존에도 다공성 물질을 도입한 필터의 성능개선 연구가 있었으나 제올라이트를 적용한 예는 없었다. ○ 제올라이트는 동물사료나 식품포장재의 첨가제로 사용될 정도로 비교적 무해하면서 쉽게 구할 수 있다는 장점이 있다. □ 연구팀은 미세먼지 표면의 전하를 띠는 성분이 전하분리 효과가 큰 제올라이트와 정전기적 상호작용을 할 것으로 기대했다. 특히 제올라이트는 특유의 다공성 구조로 넓은 표면적을 지녀 반응성도 뛰어날 것으로 예상하였다. ※ 전하분리 : 양전하와 음전하로 분리되는 성질. 전하분리가 잘 되면 전하를 띠는 또 다른 물질과 정전기적 상호인력으로 서로 쉽게 붙을 수 있다. □ 실제 제올라이트가 코팅된 섬유(3 x 3 cm2) 필터에 심하게 오염된 (초미세먼지 300 ppm 이상, 미세먼지 700 ppm 이상) 공기를 통과시켰을 때(380 x 580 x 580 mm3 크기 챔버) 12 시간 이상 안정적으로 80% 이상의 미세먼지들을 제거하는 것을 확인했다. ○ 순수 면의 경우 초미세먼지 제거율이 35% 수준이나 소량의 제올 라이트를 도입하자 제거율이 80% 이상으로 크게 향상된 것이다. □ 반면 착용감에 영향을 주는 압력강하 증가도 무시할 만한 수준으로 나타났다. 제올라이트 코팅에도 불구하고 압력강하는 27Pa에서 37Pa로 소폭 증가하였고 12시간 후에도 38Pa로 나타났다. 38Pa의 압력 강하는 시판되는 KF80 마스크의 175Pa 대비 22% 수준이다. ※ 압력강하 : 호흡 등으로 공기가 필터를 통과할 때 필터의 앞과 뒷면에서의 압력차이. 클수록 호흡하기가 곤란하고 착용감이 좋지 못하다. □ 연구팀은 미세먼지 제거율과 압력강하 모두를 고려한 필터의 평가기준인 품질인자를 3배 이상 향상시킬 수 있음을 확인한 이 연구결과를 토대로 필터 최적화와 실제 조건에서의 현장테스트 및 문제점 해결 등의 후속연구를 계속할 계획이다. ○ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원 사업으로 수행된 이번 연구의 성과는 재료화학 분야 국제학술지 저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 A(J. Materials Chemistry A) 9월 21일자 35호의 겉표지 논문으로 게재되었다. |
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Category | Tech trends(Korea) |
Source | 한국연구재단 |
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