'침묵의 살인자' 미세먼지 잡는 출연연 유망기술은?

NST 공동마케팅사무국, 이슈 분석 리포트 발간···출연연 미세먼지 관련 기술 소개
KIST·건설연·기계연 등 미세먼지 기술 개발···국내 다수 특허 보유
#. 대표적인 미세먼지 원인으로 꼽히는 NOx(질소산화물)는 산성비, 호흡기 질환을 유발하는 위험 물질로 꼽힌다. 거의 모든 산업에서 쓰이는 보일러(버너)는 NOx의 주된 발생원 중 하나로 연료와 공기가 버너 출구에서 만나면서 NOx를 발생시킨다. 한국기계연구원이 개발한 플라즈마 버너 기술을 활용하면  산업용 버너 운전 시 발생시키는 NOx를 절반 이후로 줄일 수 있다.
 
#. 차량에서 발생하는 대기 오염 현상은 지역에 따라 그 편차가 크다. 오염 농도 실측 자료도 몇 개의 지점에 한정돼 정확한 오염도를 분석하기 어려운 실정. 또 자동차와 같은 주오염원에 의한 배출량 변화와 도시 지형 변화로 대기 모델링을 통한 예측은 한계가 있다. KIST는 차량이 많은 도시환경에서도 도시 대기오염을 고해상도로 정확하게 모니터링할 수 있는 기술을 개발했다.

'침묵의 살인자'로 불리는 미세먼지가 국가 차원의 문제로 부상하면서 정부출연연구기관(이하 출연연)의 미세먼지 관련 연구도 관심이 높아지고 있다.
 
국가과학기술연구회 공동TLO마케팅 사무국이 발간한 '이슈 분석 리포트'에 따르면 우리나라 미세먼지 농도는 주요 선진국 및 WHO 등 국제적 기준 대비 두 배 이상 높은 수준이다.
 
국내
이슈 분석 리포트에는 사회문제 해결형 출연연 보유 유망기술이 소개되어있다.<자료=공동TLO 마케팅 사무국>이슈 분석 리포트에는 사회문제 해결형 출연연 보유 유망기술이 소개되어있다.<자료=공동TLO 마케팅 사무국>
미세먼지 오염도에 대한 중국 등 국외 영향은 30~50% 수준이며, 국내 배출도 50% 이상 인것으로 분석됐다.
 
이에 출연연도 미세먼지의 정확한 측정, 효율적인 미세먼지 저감 방법 개발 등 관련 연구에 집중하고 있다.

현재 출연연에서 진행중인 대표적인 미세먼지 연구는 미세먼지 모니터링과 미세먼지 제거·방지 관련 기술 등이 주를 이루고 있다.
 
KIST는 국가전략프로젝트 미세먼지사업단장인 배귀남 박사를 필두로 대기오염 모니터링 기술을 개발했다. 이 기술은 차량에도 적용할 수 있는 이동형 모니터링 장치로 측정한 자료를 기반으로 고해상도의 대기오염지도 구현이 가능해 대기 오염 분포를 한눈에 볼 수 있다.
 
수집한 대기오염 물질의 표준편차, 측정 데이터 개수 등의 정보를 시각적으로 표현 가능해 대기오염 농도 관리에 유용하다.
 
배귀남 박사는 "특히 주거 지역, 도심 지역, 학교 밀집 지역 등 철저한 대기 오염 관리가 필요한 공간에서 유용하게 활용될 수 있다"고 소개했다.
 
한국건설기술연구원 안호상 박사팀은 정전기로 실내공기 중 공기중에 떠다니는 미세먼지를 제거하는 기술을 개발했다. 인위적으로 제거가 어려운 위치에 놓인 미세먼지들을 정전기의 힘을 이용해 특정 위치로 이동시키는 기술이다.
 
사람 손이 닿지 않는 위치에 미세먼지가 쌓이는 경우가 많다. 물리적 제거가 어려운 구역으로 미세먼지가 지속적으로 쌓이다 보면, 농도가 높아지고 외부 힘에 의해 다시 공중에 떠오를 수 있다. 높아질 만큼 높아진 미세먼지 농도는 실내에 거주하는 사람들에게 치명적인 영향을 끼치게 된다.
 
안호상 박사는 "이 기술은 미세먼지에 민감한 노약자나 유아, 호흡기 질환환자 또는 첨단 반도체, 미술품 등 오염물질의 철저한 관리가 필요한 실내의 공조시스템에 적용 가능하다"고 밝혔다.
 
한국기계연구원 이대훈 박사팀은 연소과정에서 배출되는  NOx를 절반 이하로 줄일 수 있는 플라즈마 버너 기술을 개발했다. 모든 연소과정에서는 NOx가 배출되는데, 이를 줄이는 방법은 연소 과정과 연소 이후에 후처리를 통해  NOx를 환원시켜 절감할 수 있다. 
 
일단 버너로 들어온 연료와 공기 일부를 플라즈마 반응기로 유입시켜 수소가 포함된 합성가스로 변환한 후 버너로 공급한다. 이렇게 만들어진 합성가스는 연료·공기와 혼합돼 화염이 솟아오르는 상태에서도 안정적으로 연소된다.
 
플라즈마 반응기는 크기도 작고, 구성도 간단해 기존 버너 내부에도 쉽게 설치될 수 있다. 이렇게 운전되는 플라즈마 버너는 기본 버너보다 낮은 CO(일산화탄소)를 발생하며, NOx를 줄일 수 있다.
 
이대훈 박사는 "플라즈마 버너 기술은 미세먼지에만 한정되는 기술이 아니다. 자동차, 선박, 제철, 발전소 모두 적용 가능한 기술"이라고 시장성을 내다봤다.
 
마케팅사무국 관계자는 "미세먼지에 대한 연구가 출연연 별로 진행되고 있지만, 미세먼지 저감이 실질적인 효과를 보기 위해서는 빠른 시일 내 상용화가 이뤄져야 한다"며 "출연연의 유망기술을 발굴, 수요 기업에 매칭해 출연연 연구성과가 산업계로 파급될 수 있도록 노력하고 있다"고 말했다.
 
한편, 이슈 분석 리포트는 출연연이 보유하고 있는 미세먼지 관련 기술성과 중, 시장성과 상용화 가능성 등을 고려한 유망 기술들을 선별, 소개하고 있다. 
 
미세먼지 주제 외에도 ▲인공지능 ▲드론 ▲신복합소재 ▲생체인식 ▲가상/증강현실 등을 다뤘다. 출연연 보유 기술에 대한 이전이나 활용 문의는  공동TLO마케팅 사무국 (홈페이지, 전화 044-287-7194)에서 할 수 있다.
 
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