흡연실 담배연기 나노촉매로 잡는다

KIST-KT&G, 관련기술 공동개발

▲상부에 순환 팬이 있고 오존을 공급하는 UV 램프, 오염물질 처리 나노 촉매 필터 순으로 장치가 구성돼 있다.[사진제공=KIST]

[아시아경제 정종오 기자] 흡연실 담배연기를 나노촉매로 해결하는 기술이 개발됐다. 니코틴, 타르 등 입자상 물질은 물론 아세트알데히드와 같은 가스상 물질을 크게 감소시킬 수 있을 것으로 보인다.

전국적으로 금연구역이 확대됨에 따라 흡연실 수요는 증가하고 있다. 흡연실 공기질 개선방안은 미흡한 실정이다. 국내 연구팀이 담배연기의 가스성분 중 가장 많은 양을 차지하는 1급 발암물질인 아세트알데히드를 100% 제거하는 흡연실 공기정화용 나노 촉매를 개발했다.

개발한 촉매는 이 외에도 니코틴, 타르 등 담배의 입자성분 역시 100% 제거해 인체에 무해한 물과 이산화탄소로 바뀌는 것으로 나타났다. 연구팀은 개발한 촉매로 만든 공기정화기를 흡연실에 설치하면 약 5평 규모 흡연실에서 10명이 동시에 피운 담배연기를 30분 내에 약 80% 이상, 1시간 내에는 100% 처리할 수 있다고 설명했다.

기존 흡연실에서 담배연기 제거에 쓰이는 필터는 가스상 물질의 제거를 위한 활성탄 필터를 사용했는데 아세트알데히드 등 가스상 물질의 제거 효과가 적고 흡연실과 같은 시설에서는 흡착성능이 빨리 감소해 2주마다 교체해야 하는 등 관리가 어려웠다.

연구팀은 망간산화물계열(Mn/TiO2)의 나노촉매를 세라믹계열의 필터에 균일하게 코팅해 나노촉매필터를 제조했다. 나노촉매필터는 필터에 코팅한 나노촉매 표면에서 공기 중의 오존을 분해시켜 발생된 산소라디칼을 이용해 담배연기 성분을 분해하는 기술이다. 담배연기의 가스상 성분 중 가장 많은 양을 차지하는 아세트알데히드와 니코틴, 타르 등 총 휘발성 유기화합물(total volatile organic compounds, TVOC)을 이용해 개발 촉매의 성능을 평가한 결과 98% 이상 분해하는 성능이 확인됐다.

연구팀은 제조한 나노촉매필터를 활용한 청정화장치 시제품을 제작해 약 8평 규모의 실제 흡연실에 설치해(처리유량 4 CMM) 성능 평가를 진행한 결과 30분 내 약 80%, 1시간 내에 100% 담배연기 성분이 인체에 무해한 물과 이산화탄소로 처리되는 것을 확인했다.

한국과학기술연구원(원장 이병권) 환경복지연구단 정종수, 배귀남 박사 연구팀은 "간단한 촉매를 설치한 청정기로 기존 흡연실 담배연기처리기술에서 처리가 어려웠던 가스상물질 처리 문제를 해결했다는 것이 연구의 의의"라며 "이런 장치의 단순화와 경제성 확보를 달성해 안전하고 쾌적한 흡연 공간의 제공에 크게 도움이 될 수 있다"고 말했다.

이번 기술을 응용하면 이 기술의 연계 개발을 통해 공기청정기, 에어컨 등 다양한 공기청정 분야에서 적용할 융합기술을 선보일 수 있을 것으로 전망된다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr