지하철역 설치하니 미세먼지 73% 줄어··필터없는 청정기술 개발

[이데일리 강민구 기자] 대전지하철 내 환기배기구에 들어서자 가로 2m, 세로 2m 크기의 장치가 설치돼 있다. 모니터 화면에는 24일 오후 3시 기준 나쁨 수준의 초미세먼지 농도(40~45㎍/m³)가 표시됐는데 장치를 가동하자 좋음(1~3㎍/m³) 단계로 바뀌었다. 김학준 한국기계연구원 책임연구원은 “대전지하철 환기배기구에 실증한 기술”이라며 “장치가 움직이기 때문에 자동으로 세척도 할 수 있고, 오존 발생도 거의 없다”고 설명했다.

한국기계연구원 연구진이 개발한 친환경 공기청정 장치.(사진=이데일리 강민구 기자)

한국기계연구원 연구진이 필터 없이 초미세먼지를 줄일 수 있는 친환경 공기청정 기술을 개발하고, 기술을 실증했다. 개발한 기술은 기존에 대당 3억원이 드는 장치 비용을 2억원 수준으로 약 30% 줄였고, 환기구당 1개만 설치하면 돼 역사당 2대씩 4억원 예산이 필요할 것으로 예상된다. 연구진이 기업에 2억원(정액기술료), 경상기술료 2%에 기술을 이전한 만큼 향후 기술을 고도화하고, 안전인증을 받아 지하철, 백화점, 학교 등 다중이용시설에 활용될 것으로 기대를 모은다. 다만, 예산이 필요한 만큼 정부, 지방자치단체 등의 의지와 예산 투자에 따라 현장 적용 여부가 결정될 것으로 보인다.

연구진이 개발한 기술은 기존 정전기력을 활용한 공기정화시스템의 오존 발생을 최소화했고, 낮은 전류로 작동하며 초미세먼지를 75% 수준으로 줄일 수 있다는 게 특징이다.

연구진은 극세사 방전극과 비금속 탄소판을 활용해 낮은 전류로 작동하며 필터 없이도 초미세먼지를 73% 수준으로 줄이는 기술을 개발했다. 연구진이 대전지하철 터널 환기구에 적용해 실증한 결과, 터널 배출 초미세먼지 저감 성능은 73%, 터널 내부 초미세먼지 저감 성능은 22%로 나타났다.


특히 오존 발생 농도가 일반 대기의 10분의1 수준인 5ppb(10억분의1을 의미하는 단위) 이하로 기존 정전기 방식이 가지고 있던 오존 문제를 해결했다.

이번 기술은 대형 공간에서도 효율적인 공기정화가 가능하다. 기존 필터 방식 공기청정기는 가동할수록 필터가 막혀 공기 흐름이 떨어지고, 필터 교체 비용이 발생했다. 반면 기계연의 기술은 공기 흐름을 방해하지 않는다. 대량의 공기를 그 자리에서 정화하고, 필터 교체가 필요 없어 유지비를 줄일 수 있다.

연구진은 대전시 지하철 서대전네거리역, 오룡역, 중구청역 터널 구간에서 효과를 검증했다. 학교용으로 개발된 무필터 공기청정기도 안전인증(CA인증)과 실증을 거쳐 보급을 확대할 계획이다. 현재 부산광역시 초등학교에도 설치해 실증 시험을 하고 있으며, 경기도 A백화점 공조기에서도 실증 시험을 통해 공공시설에서 미세먼지 저감효과도 확인했다.

김학준 책임연구원은 “기존 정전기 방식의 한계로 실내에 적용하기 어려웠던 오존 발생 문제를 근본적으로 해결한 유일한 기술”이라며, “초기 도입 후 약 3년 내 손익분기점에 도달할 수 있는 경제성까지 갖춘 이 기술로 혁신제품지정, 전기용품안전 KC인증, 공기청정기 단체품질 CA인증을 통해 보급을 확대하고 있다”고 설명했다.

이번 기술은 정부가 공공기술에 대한 사업화를 강조하는 가운데 나왔다는 점에서도 주목된다. 대전교통공사의 수요에 따라 기계연이 기술을 개발했고, 과학기술정보통신부가 지원했다.

황판식 과기정통부 연구개발정책실장은 “봄철을 맞아 시민들이 야외활동 누릴 시기이나 미세먼지가 기승을 부려 불편한데 과학기술의 의미 있는 성과”라며 “지하철 역사 내 공기를 효율적으로 정화하는 기술로 앞으로 백화점, 학교 등 다양한 공간에서 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

장치 가동 효과.(사진=이데일리 강민구 기자)