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제   목 [2021.06.03] 생기원, 플라즈마로 공기 중 박테리아 박멸한다.
게재일 2021-06-03
조회수 340
첨부파일

생기원, 플라즈마로 공기 중 박테리아 박멸한다.

- 박테리아 99.8%제거, 소비전력 40%,제작비용 80%공기살균청정기 상용화

- 2020 출연() 우수 연구성과국가과학기술연구회 이사장상수상 쾌거



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

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

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.

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

더욱 고무적인 것은 해당 살균력은 상향된 시험기준인 더 넓은 처리 공간(8m³60m³)에서 더 짧은 시간 동안(3시간1시간), 더 높은 초기 공기 세균 농도(1.25x10³1.67x10³CFU/m³)라는 조건을 모두 충족시키며, 한국산업기술시험원(KTL)에서 인증까지 마친 공인된 기술력이다.

연구팀이 개발한 기술은 국내 실내 공기청정기 오존 발생 기준치인 0.03ppm1/10 수준인 0.003ppm만이 발생되며, 이는 국내 최저수준이다.

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

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.

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

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

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

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