-
광촉매 실용화 및 제품화 – 탈취용 광촉매 모듈, 하이브리드 탈취장치
탈취용 광촉매 모듈은 세라믹제 광촉매 필터 부분과 자외선램프의 유닛으로 구성되어 있다. 광촉매 필터 부분은 초경량 세라믹 다공체에 산화티탄 광촉매를 전체 면에 3차원으로 코팅한 것으로 빛이 내부까지 쉽게 도달할 수 있도록 하여 악취의 흡착, 분해가 효과적으로 진행될 수 있도록 하였다. 내화성, 내열성이 뛰어나며 세척 재생이 가능하여 유지비용이 저렴하다.
광촉매 모듈은 광촉매 필터를 2장 서로 마주보게 하고 그 사이에 자외선램프를 배치하였다. 호텔이나 식당의 주방, 식품 가공공장에서 배출되는 냄새를 광촉매 모듈에 통과시키면 분해 되어 제거할 수 있다. 광촉매 필터 부분 표면이 더러워지는 것을 방지하기 위하여 기름 및 먼지를 제거하는 전처리 과정을 도입하면 장기간 성능을 유지할 수 있으며 후처리로 다른 탈취 필터를 병용하면 더욱 효과적인 탈취처리가 가능하다.
하이브리드 탈취장치는 이 광촉매 모듈과 회전식 전지집진기 및 탈취 필터를 조합한 것이다. 회전식 전기집진기에 들어있는 전극 세척장치에 의해 정기적으로 자동 세척이 이루어지며, 인공 효소를 이용한 탈취 필터를 도입하여 주방의 요리 냄새나 음식물 쓰레기 냄새, 담배 냄새 및 다른 복합적인 악취 등을 분해, 제거함과 동시에 잡균이나 질소산화물 등 유해물질의 분해, 제고도 가능하다.
-
광촉매 실용화 및 제품화 – 초소형 광촉매 탈취기
일반적으로 광촉매를 적용한 탈취기는 자외선램프를 광원으로 사용하므로 광원이 커서 장치를 소형으로 제조하기 어려우며 광원의 교환도 번거롭다.
이런 이유로 자외선램프를 사용하지 않는 초소형의 가벼운 광촉매 탈취기를 개발하였다. 이 광촉매 탈취기는 담뱃갑 상자 정도의 크기이므로 신발장의 탈취 등 많은 곳에 사용할 수 있다. 이 초오형 광촉매 탈취기는 내부에 광촉매 필터와 방전을 위한 전극이 들어 있으며 전극에 전압을 걸어 방전시킬 때 발생하는 섬광을 광촉매 필터에 쪼여주어 탈취 등의 광촉매반응을 일으킨다. 자외선램프 등을 사용하고 있지 않으므로 램프의 교환이 필요 없으며 소비 전력도 적다.
방전에 의해 발생하는 오존을 광촉매 필터 표면에서 효율적으로 활성산소로 변화시켜 광촉매반응을 촉진시키는 것이다. 오존은 산화력이 강하여 탈취에도 자주 이용되지만 오존 자체는 인체에 유해하며 환경 기준은 0.1 ppm이다.
이 초소형 광촉매 탈취기는 오존과 광촉매의 상승효과에 의해 탈취 작용을 극대화하고 있다. 게다가 발행한 오존은 광촉매 필터에서 분해 된다. 초소형 광촉매 탈취기를 이용한 신발 항균 탈취 건조기가 개발되었으며 부엌의 싱크대 밑의 탈취나 화장실의 탈취, 음식물 쓰레기 처리기의 탈취, 사물함이나 신발장의 탈취 등 폐쇄공간에 많이 이용된다. 더욱이 실내의 공기정화에 이용하는 경우에도 대형 탈취기를 한 대 설치하는 것보다 소형 탈취기를 여러 대 놓는 것이 효과적이므로 이 초소형 탈취기의 사용이 주목받고 있다.
-
광촉매 실용화 및 제품화 – 광촉매 흡음판
대기오염은 광범위하게 확산되어 심각한 상황이다. 광촉매를 이용하면 대기오염의 원인물질인 질소산화물과 황산화물을 제거할 수 있으나, 대기 중에는 원인물질의 양이 많아 다량의 광촉매가 필요하다. 광촉매의 기재로 새로운 재료를 사용하면 매우 많은 양이 필요할 뿐 아니라 가격도 비싸진다. 그래서 개발된 것이 폐기물을 기재로 이용한 고성능 대기정화 재료인 광촉매 흡음판이다.
광촉매 흡음판은 도자기제의 폐기물을 분쇄하여 고형화한 다공성 흡음판에 산화티탄 투명박막을 코팅한 것으로 대기오염의 원인물질인 질소산화물과 환산화물을 질산이온과 황산이온으로 산화시킬 수 있다. 표면이 다공성으로 울퉁불퉁하기 때문에 질소산화물과 황산화물을 흡착하여 질산이론과 황산이온으로까지 매우 효과적으로 완전 산화시킨다.
질소산화물 중 일산화질소는 광촉매에 의해 이산화질소를 경유하여 질산이온으로 변환되는데, 이산화질소에서 반응이 멈추어 이산화질소가 대기 중으로 방출되면 오히려 대기오염이 심각해질 수 있다. 광촉매 흡음판에서는 질소산화물을 완전 산화시키므로 이산화질소 등의 유해한 중간체가 거의 생성되지 않는다.
광촉매에 의해 생선되 질산이온이나 황산이온이 광촉매 표면을 덮어버리면 광촉매 기능이 멈추어 버리는데 생성된 질산이온이나 황산이온이 광촉매 내부로 스며들게 되면 표면의 광촉매 기능이 계속 유지되므로 광촉매 성능을 장시간 기대할 수 있다. 더욱이 광촉매에는 더러움 방지 기능도 있으므로 표면이 오랜 기간 깨끗한 상태를 유지할 수 있어 광촉매 흡음판은 많은 사용이 기대된다.
-
광촉매 실용화 및 제품화 – 유기염소화합물 분해 방치
유기염소화합물 분해 장치는 세탁소의 폐액에 함유된 퍼크렌 등의 유기염소화합물을 휘발시켜 가스화한 후 광촉매로 분해하여 무해화시키는 장치가 판매되고 있다.
지금까지 세탁소의 폐액에 들어있는 퍼크렌 등 유기염소화합물은 폭기나 가열 증발 방법 등으로 폐수에서 제거하였으나, 퍼크렌 자체는 가스 상태로 대가에 방출되기 때문에 대기오염을 유발하였다. 폐액에 함유된 퍼크렌을 활성탄에 흡착시켜 제거하는 방법이 개발되었지만, 화재 등 위험성 때문에 관리가 어려우며 퍼크렌을 다량으로 공기 중으로 배출할 위험도 따른다. 이 경우 활성탄에 퍼크렌이 고농도로 흡착되어 있으므로 이 활성탄을 처리하는 것도 쉽지 않다.
퍼크리어는 세탁소 드라이크리닝 폐액 처리 시스템으로 드라이크리님 폐액에 함유되어 있는 퍼크렌을 광촉매를 이용하여 이산화탄소, 물 , 염소이온으로 분해한 후 중화시켜 무해 가스로 만들어 대기 중으로 내보낸다. 그러므로 2차 처리가 필요없으며 대기 중이나 하수로 퍼크렌을 배출하지 않는다.
퍼크리어는 고성능 광촉매 펠렛과 2개의 블랙라이트, 1개의 주입 펌프로 구성되어 소형으로 소비 전력도 많지 않다. 2단계 폭기 방식으로 처리하기 때문에 폐액의 퍼크렌 농도는 검지관 기준으로 0 ppm이다. 24시간 자동 운전으로 1일 약 12리터를 처리할 수 있으며 세탁소 배출 가스의 냄새를 없앨 수 있을 뿐 아니라 조작이 간단하고 처리 비용이 저렴하여 도심의 세탁소에서도 안심하고 사용할 수 있다는 탁월한 특징을 겸비하였다.
-
광촉매 실용화 및 제품화 – 대형 병원용 공기 살균정화장치
광촉매 적용 장치가 일반 공기청정기와 차별화될 수 있는 기능으로 살균 효과가 탁월하다는 점이다. 최근 병원, 산후조리원 등 의료기관이나 학교, 어린이집, 백화점 등 공공시설에서의 세균 오염이 사회적 문제가 되고 있다. 의료기관의 문제점을 해결하기 위해 한국보건복지부의 의료법을 개정하여 2003년 4월부터 일정 규모 이상의 종합병원에 감염대책위원회를 설치하고 감염을 예방할 수 있는 대책을 마련하도록 병원 감염 관련 법규를 강화하였다. 이러한 병원 감염 문제를 해결하고자 빛과환경에서는 살균 기능을 극대화시킨 대형 병원용 공기 살균정화장치를 제작하여 보급하고 있다.
이 살균정화장치는 블랙라이트 램프와 미립자로 구성된 박막 산화티탄의 광촉매 적용으로 공기 중 세균이나 바이러스 제거에 매우 뛰어난 효과를 나타낸다. 이 장치에는 고성능 미립자 박막 산회티탄을 코팅한 여러 장의 세라믹 필터 이외에도 다공성 소재에 유기물 흡착 및 살균 기능을 부여한 기능성 필터를 사용하였다. 출구 부분에는 광촉매 필터를 통과하고 배출되는 공기에 포함된 오존을 제거하는 기능성 필터를 배치하였다. 오존 제거 기능은 광촉매 작용으로 생성된 오존에 의해 피해가 우려되는 호흡기 관련 환자나 어린이, 노약자들에게는 필수적이다.
전국 10군데 이상 의료기관의 현장 적용 시험에서 우수한 살균 능력이 확인되었다. 혈액투석실에 설치한 장치에서는 병원내의 냄새도 효과적으로 제거하였다. 아울러 장치를 설치한 6개월 후 램프만 교체하고 공기 중의 부유세균 수를 조사한 결과에서도 광촉매 필터 성능이 유지되고 있음을 알 수 있었다.
빛과환경은 광촉매를 이용한 대기정화 및 수질정화장치 개발로 2003년 대한민국기술대전에서 금상인 국무총리상을 수상하였다.
광촉매는 처리한 후에 이차 유해물질을 배출하지 않아 안전하고 많은 응용이 가능하여 고부가가치 제품을 만드는 수단으로 여러 분야에서 기대를 모으고 있다. 최근 고성능 광촉매가 개발됨에 다라 실용화, 제품화가 급속하게 이루어지고 있다.
그러나 광촉매 제품은 그 기능이나 성능이 얼른 눈에 보이지 않기 때문에 일정기간 동안 사용해 보지 않으면 장점을 확인할 수 없다. 이런 점 때문에 성능이 의심스러운 유사 제품이 광촉매 시장의 유통질서를 흐려놓을 가능성이 있을 뿐 아니라 소비자의 광촉매에 대한 불신감을 유발시킬 수 있으며, 이는 나아가서 광촉매 시장의 저해 요인이 될 수 있다. 그러므로 품질이 형편없는 제품의 유통을 방지하고 광촉매에 대한 신뢰성을 높여 광촉매 산업의 건전한 발전을 꾀하기 위해서는 광촉매 및 광촉매 제품의 성능평가 시험법의 표준화, 품질 규격의 제정이 반드시 필요하며 이를 실현시키기 위한 노력이 계속되어지고 있다.
-
참고글