재료연, '미세먼지 제로' 재료연 알루미늄 전도성 섬유필터 개발

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알루미늄 전도성 섬유필터를 적용한 공기청정기 시제품(위)과 환기시스템 시제품(아래)
알루미늄 전도성 섬유필터를 적용한 공기청정기 시제품(위)과 환기시스템 시제품(아래)

미세먼지 제거 효율을 10배 이상 높인 알루미늄 전도성 섬유 필터가 개발됐다. 가정용 공기청정기를 비롯해 차량용 및 클린룸용으로 적용할 수 있어 환경 개선에 크게 기여할 것으로 기대된다.

재료연구소(KIMS·소장 김해두)는 이혜문, 최동윤 KIMS 분말·세라믹연구본부 책임연구원팀이 일반 부직포 필터에 알루미늄 나노 구조체를 코팅하는 방법으로 새로운 알루미늄 전도성 섬유 필터 소재를 개발했다고 22일 밝혔다.

재료연이 개발한 소재는 판매되고 있는 미세먼지 제거용 헤파(HEPA) 필터와 비교, 미세먼지 제거 효율과 에너지 효율 모두 10배 높은 것으로 나타났다. 바이오 유해 물질에도 99%에 이르는 높은 항균 효과를 보였다.

기존의 헤파 필터는 가는 섬유로 조밀하게 구성, 압력 손실이 높았다. 공기 여과에 필요한 송풍 전력의 소모량이 컸다.

알루미늄 전도성 섬유 필터 소재 제조 과정.
알루미늄 전도성 섬유 필터 소재 제조 과정.

연구팀은 기공이 큰 일반 폴리머 부직포 필터에 3~10나노미터(㎚) 두께의 알루미늄 나노 구조체를 고르게 코팅해 전기 전도성이 우수한 필터 소재를 개발, 미세먼지 제거 효율과 압력 손실 문제를 동시에 해결했다.

연구팀이 개발한 소재에 인위로 고전압을 넣어 주면 주변에 강한 전기장을 형성하고, 미세먼지와 필터 사이에는 전기 인력이 극대화된다.

알루미늄 코팅 전도성 필터와 헤파필터 미세먼지 제거 효율 비교.
알루미늄 코팅 전도성 필터와 헤파필터 미세먼지 제거 효율 비교.
알루미늄 코팅 전도성 필터와 헤파 필터 압력 손실 비교.
알루미늄 코팅 전도성 필터와 헤파 필터 압력 손실 비교.

사용한 필터는 물이나 알코올 등으로 세척, 여러 번 재사용할 수 있다. KIMS는 국내외에 특허를 출원하는 한편 환경정화용 필터 전문 기업 알링크와 함께 공기청정기 및 자동차용 에어필터 상품화를 위한 시작품 제작에 착수했다.

이혜문 책임연구원은 “유해성 문제를 안고 있는 무전해 도금 기술로 만든 전도성 필터 소재와 달리 공기청정기, 정수기 등 환경 정화용 필터 소재로 활용성이 매우 높을 것”이라면서 “이 기술을 상용화하면 미세먼지 문제 해결에 기여, 1조원 이상의 세계 미세먼지 필터 시장을 선도할 수 있다”고 말했다.

창원=임동식기자 dslim@etnews.com