한밭대 최원산 교수팀, 고성능 야누스 에어필터 개발

송하늘 기자  |  2021.01.12 14:37
한밭대학교는 최근 화학생명공학과 최원산 교수 연구팀이 '유비쿼터스 소재를 활용한 고성능 야누스 에어필터(PM2.5/PM0.3)'를 개발했다고 12일 밝혔다.

미세먼지 대부분은 친수성(물을 좋아하는 성질)을 갖아 소수성(물을 싫어하는 성질)보다는 친수성 소재의 에어필터가 훨씬 뛰어난 제거효율을 나타낸다.

이런 이유로 친수성 소재가 고성능 에어필터에 적극 활용돼 왔다. 학계 및 산업계에서는 고성능 에어필터 구현을 위해 극성이 높은 다양한 친수성 소재의 개발에 매진해왔다. 

그러나 최 교수 연구팀은 친수성의 미세먼지가 친수성 필터를 만나면 빠른 속도로 흡착되지만 소수성의 필터를 만나면 흡착 속도가 느려지면서 미세먼지가 친수와 소수의 경계면에서 지연되고, 이로 인해 친수 부분에 더 많이 흡착된다는 사실을 발견했다.

연구팀은 고성능 에어필터에서 금기시 되던 소수성 소재를 친수성 소재와 적절히 조합해 최적의 조합비율(친수:소수=3:1)을 갖는 고성능 야누스 에어필터를 개발했다. 친수성 에어필터 대비 획기적인 성능 향상[C0: 642,000μg/m3, RE: 99.99% for PM2.5(ΔP: 61 Pa), RE: 99.99% for PM0.3(ΔP: 152 Pa, 1 m/s)]을 구현했다.

기존 에어필터에는 고가의 장비 및 소재가 사용됐지만, 최 교수 연구팀은 흔히 볼 수 있는 스펀지 또는 면 수건을 간단한 처리를 통해 고성능 에어필터로 변신시켰다. 이를 기존의 상업용 헤파 필터(H13)와 비교한 결과 2개 기업 제품의 성능보다 우수했다.

최 교수는 "이번 연구는 향후 에어필터 설계 및 제작시 반드시 고려해야 할 새로운 기준을 마련한 것에 의미가 있다"고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 기초연구사업(일반연구)을 통해 이뤄졌다. 연구 결과는 엘스비어(Elsevier) 발행 국제학술지인 'Chemical Engineering Journal'(IF:10.652) 1월호에 게재됐다.




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