미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)의 공습이 사회적 문제로 대두되고 있다.
미세먼지는 입자가 아주 작아 코나 입에서 걸러지지 않고 바로 폐로 들어간다. 초미세먼지는 혈액에 직접 침투해 혈액응고작용과 심장박동에 변화를 일으켜 심각한 질환을 유발할 수 있다.
환경 유해 물질의 제거 방법으로 주목받는 것이 고전압 대전류 펄스방전 기술이다.
펄스 방전으로 생성된 고에너지 자유전자는 수분, 산소, 질소 등의 입자와 충돌해 화학적 활성도가 높은 라디칼을 만들고, 이러한 라디칼은 환경 유해물질을 분해하기 쉬운 황산화물이나 질소산화물 등으로 바꾼다.
펄스 방전을 이용해 고효율 탈황·탈질 결과를 거두려면 방전 시 아크(arc)가 발생하지 않는 비열 플라즈마 방전이 필요하다. 하지만 현재 일반 산업현장의 대기압 또는 고기압 환경에서는 입자 간의 빈번한 충돌 때문에 열 플라즈마로 진전되고, 결국에는 처리 효율이 떨어지고 기기 고장을 일으키기도 쉽다.
한국전기연구원(KERI)은 이러한 문제를 극복한 대기 및 수중 환경 오염물질 제거용 고효율 자기펄스압축(Magnetic Pulse Compression·MPC) 기술을 개발했다.
MPC는 수십 나노초(ns)급의 빠른 상승시간에 짧은 펄스폭의 수백 ㎿급 대전력 펄스를 일으킬 수 있다. 빠른 상승시간과 짧은 펄스폭은 기존 기술 대비 저비용으로 오염물질의 고효율 처리를 가능하게 한다. 현장 적용은 기존 짧은 수명의 가스 방전 스위치의 단점을 해결할 수 있고 산업적 활용 폭도 넓다.
KERI는 MPC를 환경분야 전문기업 SH에 이전해 상용화를 추진하고 있다.
SH는 대기 및 수질 환경 개선 장비를 시작으로 향후 반도체 제조 공정의 핵심 장비인 엑시머 레이저 전원장치로 적용해 나갈 계획이다. 이를 통해 내년에 50억원, 2016년에는 100억원 매출을 올린다는 목표다.
최재구 KERI 첨단의료기기연구센터 책임연구원은 “우리나라는 펄스파워, 전력전자 기술을 환경에 적용할 수 있는 상당한 수준에 도달해 있다”며 “앞으로 시스템 차원에서 이들 요소기술을 잘 융합하면 환경문제 해결은 물론이고 신성장산업 육성 등 다양한 분야에서 새로운 성과를 도출할 수 있다”고 말했다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.com
