원자력연구원 방사선이용운영부 김병남 박사팀이 에코코어기술(대표 윤영호)과 함께 ‘저에너지 전자가속기 기반 악취 제거 융합시스템’을 개발하고, 이를 상용화하기 위해 연구소기업 설립을 추진한다.
‘저에너지 전자가속기 기반 악취 제거 융합시스템’은 전자가속기에서 가속된 전자가 악취 원인물질의 분자결합을 분해하는 기술을 이용한다.
악취를 포함하는 공기를 저에너지 전자가속기의 흡입구로 통과시켜 그 안에서 전자가 악취 유발 원인물질의 분자구조를 분해한 후 배출구로 공기를 내보낸다.
가속기 안에서 전자빔을 쪼인 악취물질은 화학결합이 절단되면서 분자구조가 깨진다.
악취도 사라지게 된다.
기존의 악취 제거 기술은 악취 유발 조건에 따라 제거 효율 편차가 크고 다량의 화학약품까지 사용하기 때문에 2차 오염을 유발하는 한계를 지녔다.
원자력연구원은 2016년부터 4년 동안 개발을 해왔으며 2020년 11월 실증실험을 거쳐 악취 제거 효율 99%의 성능을 확인했다.
저에너지 전자가속기를 이용한 악취 제거 기술은 상대적으로 저렴한 구축비용과 방사선 차폐의 용이성, 장비의 소형화 가능성 등의 장점을 지니고 있다.
하지만 전자빔의 투과 깊이가 낮아 조사면적의 한계로 인해 대용량 악취처리에는 적용하기 어려웠다.
김병남 박사팀은 반응기 내부에 나선형 구조를 도입해 반응기를 통과하는 공기에 전자빔이 골고루 균일하게 조사할 수 있도록 설계했다.
낮은 투과 깊이 문제를 극복하고 조사면적을 획기적으로 확대했다.
현장에서 발생하는 악취(1만~4만 OU, Odor Unit)를 저농도, 고농도 구분 없이 처리용량 22CMM[Cubic Meter/Min], 처리효율 99%를 달성했다.
반응기 크기를 조절하면 최대 300~400CMM까지 용량을 증대할 수 있어 대용량 악취 제거도 충분히 가능하다.
연구원은 이 기술과 관련 국내 특허 5건, PCT 1건을 출원하여 국내 특허 3건을 등록했다. PCT(Patent Cooperation Treaty, 특허협력조약)는 해외진입국 선정을 앞두고 있다.
이번 기술은 영업용 냉장고 수준의 크기로 자체 차폐가 가능하다.
구축비용 또한 중에너지 전자가속기 시설 대비 최대 10분의 1에 불과하다.
현장 배기 시설과 직접 연결할 수 있어 상용화에 매우 유리하다.
현재 시작품 개발을 완료했고 후속 연구를 통해 현재 크기의 3분의 2, 무게 2분의 1 수준의 상용모델을 개발 중이다.
김병남 박사는 “저에너지 전자가속기의 단점인 처리용량 문제를 해결한 이 기술을 산업현장에 조속히 적용하기 위해 상용모델 개발과 신기술 인증을 서두르겠다”고 밝혔다.
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