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차량 전면에 그릴형 집진장치,타이어에 캘리퍼형 집진장치 적용
시속 30㎞에서 초미세먼지 95% 이상 제거.다중이용시설 등 적용
21일 대전 유성구 한국기계연구원 내 주차장에 검은색 RV 차량이 주차돼 있었다.차량 전면 그릴에 불을 붙인 향을 갖다대자,향 연기가 그릴로 빨려 들어갔다.
차량 옆에 세워진 모니터에는 차량 전면부의 극초미세먼지(PM 1.0) 농도가 ㎥당 8.7마이크로그램(㎍)까지 치솟았다가 순간 1.3㎍으로 급격히 떨어졌다.
초미세먼지(PM2.5) 역시 ㎥당 9.8㎍에서 1.4㎍으로,온라인 카지노 룰렛 조작미세먼지(PM10) 수치는 11.4㎍에서 1.4㎍으로 각각 큰 폭으로 줄었다.평균 86% 가량의 미세먼지 저감 효율을 보인 셈이다.
주차된 차량은 시동이 꺼져 있음에도 바닥에서 무선으로 전력을 공급받아 주변 공기를 정화하고 있는 것이다.
연구원에서 시범 운행하는 세단형 차량의 미세먼지 저감 효율은 거의 99%에 육박할 정도로 주차 차량의 공기정화 성능을 능가했다.
한방우 기계연 도시환경연구실장은 “주행이나 주차 중 유입되는 도로 주변 공기 속 미세먼지를 제거하고,프리 슬롯 무보증금브레이크에서 발생하는 마모 먼지가 대기 중으로 퍼지기 전에 포집하는 기술을 적용했다”면서 “세계보건기구(WHO)가 규정한 초미세먼지 ㎥당 5㎍ 이하를 유지하는 청정공기를 구현하는 게 우리의 목표”라고 설명했다.
이른바‘공기정화 자동차’로 불리는 두 차량은 겉으로 보기엔 일반 차량과 다를 바 없어 보였다.기존 자동차 외관과 기본 구조를 바꾸지 않으면서 차량 전면부에‘그릴형 집진장치’와 타이어에‘캘리퍼형 집진장치’를 각각 설치했다.
실제 차량에 적용할 수 있도록 기존 부품과 공간을 최대한 활용할 수 있도록 구현했다.
우선 그릴형 집진장치는 자동차가 달리면서 그릴을 통해 들어오는 미세먼지에 전기를 띠게 한 뒤 전기적 힘으로 집진판에 달라붙게 해 제거한다.정전기가 주변의 먼지를 끌어 당기는 것과 비슷한 원리를 적용한 것이다.
이를 위해 차량 전면 그릴에 미세먼지에 전기를 띠게 하는 하전 모듈을 설치했다.
연구팀은 하전 모듈의 방전극으로 머리카락 굵기보다 훨씬 가는 탄소섬유를 적용했다.탄소섬유 방전극은 적은 전류로도 미세먼지를 효과적으로 제거하면서 오존 발생을 최소화한다.주행 중에는 주행풍을 활용해 미세먼지를 집진장치로 이동시켜 별도의 고출력 송풍장치 없이도 공기를 정화한다.
주차 중에도 공기를 정화하도록 설계됐다.무선전력 공급설비를 설치한 주차 공간에서는 기존 라디에이터 팬을 돌려 차량이 멈춰있는 동안에도 주변 공기를 집진장치로 유입시켜 공기 정화 기능을 지속한다.
캘리퍼형 집진장치는 브레이크 먼지가 발생하는 위치에 설치해 먼지가 주변으로 퍼지기 전에 포집한다.브레이크 패드와 디스크의 마찰 과정에서 발생하는 먼지가 자연스럽게 전기를 띠는 특성을 활용해 별도의 하전장치나 흡입용 팬 없이 전기적 힘으로 미세먼지를 잡아낸다.
미세먼지 포집 성능도 탁월해 차량 한 대 기준 1㎞ 주행 시 22.2㎎의 브레이크 마모 먼지를 잡아냈으며,약 450㎞ 주행 기준으로 환산하면 10g에 해당하는 수치다.
두 차량에 집진장치를 장착한 전후 연비 변화는 1% 이내로 크지 않았다.
공기정화 자동차는 기계연의 5대 대표 브랜드‘에어파이브’의 주요 성과 중 하나로 창출됐다.현재 공기정화 관련 산업체와 기술 이전을 논의하는 등 상용화에 본격 나서겠다는 게 기계연의 설명이다.
이건희 기계연 선임연구원은 “이번 기술은 자동차가 이동하면서 도로 주변 미세먼지를 정화하면서 브레이크 먼지를 발생 지점에서 저감할 수 있다는 것이 가장 큰 특징”이라며 “실차 적용을 통해 성능을 확인한 만큼 앞으로 실도로 성능과 장기 내구성을 검증하는 등 기술 고도화를 위한 연구를 이어가겠다”고 밝혔다.
류석현 기계연 원장은 “기계연 5대 대표 브랜드‘에어 파이브’와 연계해 지하철 역이나 백화점,올스타 토토 먹튀대형 쇼핑몰,극장 등 다중이용시설과 도심 대기질 개선에 기여할 수 있는 국민 체감형 공기정화 기술로 활용 범위를 확산해 나가겠다”고 말했다.
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