한국생산기술연구원

□ 한국생산기술연구원(이하 생기원, 원장 이낙규)이 공기 중 박테리아를 99.8% 제거할 수 있는 플라즈마 발생용 전극 및 전용 전원 제작기술 개발에 성공했다.

ㅇ 플라즈마(Plasma)란 고체, 액체, 기체 다음의 제4의 물질 상태로, 현재반도체부터 의료까지 다양한 산업군에 적용되고 있다. 여기에 플라즈마의 살균기능도 입증되면서 관련 연구개발이 활발하다.

ㅇ 다만 플라즈마 생성을 위해 높은 에너지를 가할 경우 오존(O3)이 발생하기 때문에 오존 발생량은 최소화하면서도 살균력은 최대로 끌어 올리는 것이 기술 개발의 핵심이다.

□ 생기원 첨단정형공정연구그룹 최준 그룹장 연구팀은 플라즈마를 이용한 살균기술을 기존 선진기술 대비 목표 상향 달성함으로써, 국내 최고 수준의 기술력을 보유하게 됐다.

ㅇ 우선 대장균보다 제거가 까다롭다고 알려져 있는 표피포도상구균을 시험균으로 선정하고 99.8% 제거를 입증함으로써 국내 최고 수준의 살균력을 인정받았다.

ㅇ 더욱 고무적인 것은 해당 살균력은 상향된 시험기준인 △더 넓은 처리 공간(8m³→60m³)에서 △더 짧은 시간 동안(3시간→1시간), △더 높은 초기 공기 중 세균 농도(1.25x10³→1.67x10³CFU/m³)라는 조건을 모두 충족시키며, 한국산업기술시험원(KTL)에서 인증까지 마친 공인된 기술력이다.

□ 연구팀이 개발한 기술은 국내 실내 공기청정기 오존 발생 기준치인 0.03ppm의 1/10 수준인 0.003ppm만이 발생되며, 이는 국내 최저수준이다.

ㅇ 오존 발생량이 적으면서도 박테리아 제거 성능이 우수한 것은 오존보다는주로 플라즈마 내의 고농도 활성종(Reactive Species)인 OH·O 라디칼*로 박테리아를 제거했기 때문이다.

ㅇ 또한 플라즈마의 광학적 진단을 통해 전원 특성(주파수, 전압 등)을 제어해 플라즈마에 의한 살균 성능 최적화를 이룬 결과다.

* OH·O 라디칼: 플라즈마 상태에서 생성되는 산소음이온계 천연물질로, 지구상에서 가장 강한 살균력을 가진 물질

□ 여기에 플라즈마 전극에 최적화된 전용 전원공급장치 설계 및 제작까지 마무리해 상용화도 급물살을 탔다.

ㅇ 전용 전원공급장치를 적용할 경우 기존 제품대비 소비전력이 약 40% 줄어 3W만으로 30평형 공기 살균이 가능하고, 제작비용도 80% 절감되며, 처리 속도는 약 10배 정도 향상된다.

ㅇ 기존 디지털회로 전원공급장치와 다르게 아날로그 소자로 설계해 제작 비용을 낮췄고, 아날로그 신호의 디지털 신호 전환 과정이 생략되면서 처리속도는 더욱 빨라졌다.

ㅇ 이번 기술은 공기살균청정기 전문 중소기업에 기술 지원을 통해 플라즈마 공기살균청정기로 상용화까지 마쳤다