KIST, 초미세먼지 잡는 재활용 가능 세라믹 필터 개발

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국내 연구진이 재활용 가능한 세라믹 소재의 미세먼지 필터를 개발했다.

질화붕소 나노튜브(BNNT) 필터의 재생을 보여주는 모식도. 기공을 막은 초미세입자를 고온의 열로 태워서 필터를 재사용할 수 있는 과정.
<질화붕소 나노튜브(BNNT) 필터의 재생을 보여주는 모식도. 기공을 막은 초미세입자를 고온의 열로 태워서 필터를 재사용할 수 있는 과정.>

한국과학기술연구원(KIST·원장 이병권)은 전북분원 복합소재기술연구소 장세규 박사가 주도한 연구팀이 질화붕소나노튜브(BNNT)를 이용한 세라믹 필터 제조 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

BNNT는 KIST가 우주승강기용 극한환경 소재를 목표로 2017년부터 수행 중인 '4U 프로젝트'의 핵심 소재다.

연구팀은 900℃에도 타지 않는 BNNT로 세라믹 필터를 제조했다. 필터 기공에 걸린 미립자를 태워 제거할 수 있다. 필터는 타지 않기 때문에 재사용이 가능하다.

미세먼지를 포함한 유기 미립자는 350℃ 이상으로 가열하면 연소되고, 물과 인산화탄소로 분해된다. 필터로 미세먼지를 거른 뒤 먼지만 태우고, 필터는 재사용하는 방식이다.

기존 미세먼지 필터는 섬유 자체가 굵고 기공이 커서 초미세먼지를 거르는 데 한계를 보였다. 대부분 일회용이고, 주원료인 플라스틱이 또 다른 환경 오염 문제를 야기한다.

KIST가 개발한 필터는 얇은 막 형태로, 100㎎의 BNNT로도 명함 크기의 필터를 만들 수 있다. 초미세입자 99.9%를 제거한다. 기공 크기를 쉽게 조절할 수 있고, 반복 사용에도 효율이 유지된다.

장세규 KIST 박사
<장세규 KIST 박사>

장세규 KIST 박사는 “미세입자의 제거뿐만 아니라 바이러스 정제, 수처리, 식품 등 대량 정제 공정 등에 적용할 수 있다”면서 “BNNT는 방열 및 방사선의 차폐 소재로도 응용 가능성이 높아 우주항공, 전자, 자동차, 원자력 등 고부가 가치 시장에 적용할 수 있다”고 강조했다.

연구는 KIST 주도 하에 김범준·김지한 한국과학기술원(KAIST) 교수와 공동으로 수행했다. 연구 결과는 국제학술지 '저널 오브 멤브레인 사이언스'에 실렸다.

송준영기자 songjy@etnews.com