| 1차년도 |
제올라이트-나노광촉매 표면 CO2 흡착 및 NO 분해 특성 연구
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- 차세대 친환경 건축 소재 평가를 위한 광민감성 Laminar flow 반응 시스템 평가- NOx 저감이 가능한 나노광촉매 구조설계 및 광촉매 성능향상 기술 확보- CO2 흡착 최적화를 위한 제올라이트 표면개질 기술 개발- 저감 효율 및 특성 평가를 통한 촉매 흡착 메커니즘 및 흡착？탈착？환원？산화 특성 규명
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
화석연료에 의한 온실가스 제거 및 미세먼지 원인물질인 질소산화물과 저감에 광촉매 적용기술에 실질적으로 적용 가능할 것으로 기대됨.- 특히 도로구조물에 광촉매 기술을 도입할 경우 자동차에서 배출되는 유해가스를 직접적으로 흡착 및 제거하여 대기오염방지에 상당히 효과적임.- 또한, 매연, 휘발성 유기화합물(VOC : Volatile Organic Compounds), 다이옥신의 제거, 수질 정화가 가능하고 대기 중의 NOx, 미세먼지 등에 광촉매의 제거효율이 높음. - 광촉매의 뛰어난 산화？환원력은 가정용, 산업용으로 다양한 활용도를 가질 수 있으며, 국민들의 삶의 질에 밀접한 영향을 미치는 주거시설의 새집증후군 유발물질 감소, 항균, 탈취 등 공기질 개선에 크게 기여할 것으로 예상됨.- 벽지, 천정재, 실내 마감재 등의 건축내장재에 광촉매를 적용하면 공기질 개선 및 항균 능력 증진 효과는 공공기관, 숙박시설, 상업시설 등 생활환경 전반에 확대가 가능할 것으로 기대됨.- ‘다중이용시설 등의 실내공기질관리법’이 국무회의에서 의결되어 2016년 12월부터 시행예정이며, 새집증후군 및 환경성 질환 유발물질인 휘발성 유기화합물질에 의한 문제를 근본적으로 해결할 기술적 수단으로 기대됨.- 광촉매 재료 및 건설자재에 관한 기술 표준화 확립은 국내뿐만 아니라 국외에서도 광촉매 성능의 우수성을 인정받을 수 있어, 광촉매 재료 및 건설자재의 수출도 충분히 가능하며, 전 세계적으로 광촉매 재료 및 건설자재 분야에서의 리더가 될 수 있는 초석이 될 것으로 보임.
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| 사회 경제적 파급효과 |
○ 경제적ㆍ산업적 측면- 대기오염으로 인한 사회적인 비용이 연간 2조 6천억 원 이상이 발생하고 있으며, 이 중에서 질소산화물에 의한 영향이 약 1조 3천억 원에 달하므로 기술적용의 경제적 효과는 1조 원 이상으로 기대됨.- 2013년 현재 중국의 공기정화기 시장은 6,100억 원으로 조사되었으며, 매년 약 7.5%의 성장률을 보이는 것으로 보고되고 있음. 추후 대부분의 공기정화기 제조기술에 본 기술이 적용될 수 있음.- 국내 공기청정기 시장 규모는 지난해 3천억 원에서 올해 5천억 원에 이를 것으로 예상되며, 보급률은 약 20%에 이를 것으로 보고되고 있음.- 2013년 현재 서울시 도심 터널 세척비용으로 약 8억 원의 비용을 지출하고 있으며, 이러한 비용은 주로 미세먼지와 자동차에서 배출되는 오염원에 의한 것임.- 대부분 해외 기술에 의존하고 있는 환경산업 원천기술에 대한 우위를 확보하여 해외에서 수입되는 재료의 수입대체 효과를 기대할 수 있으며, 나아가 개발된 기술 및 재료의 해외수출 전망도 높음. ○ 사회적 측면- 환경부에서는 2016년 7월 1일 ‘미세먼지 특별대책 세부이행계획’을 발표하면서 미세먼지 주범으로 노후경유차를 꼽은 바 있고, 또한 석탄 화력발전소의 배출가스도 미세먼지의 주요 요인으로 꼽혀 발전소 확충 장기계획에서 석탄 화력발전소를 계속 늘리기는 어려운 상황임.- 이러한 배출가스는 대기 중에서 2차 화학작용을 거쳐 미세먼지로 변하며, 미세먼지는 세계보건기구(WHO) 1군 발암물질로 분류된 인체 유해 물질로서 입자가 매우 작아 인체에 흡수되어 기도, 폐, 심혈관, 뇌 등 우리 몸의 각 기관에 각종 호흡기 질환과 순환기계 질환을 유발하여 사망률을 높이는 요인임.- 2016년 9월 27일 세계보건기구(WHO)의 발표에 따르면 세계적으로 대기오염으로 인해 연간 최대 650만 명이 사망하며, 우리나라도 대기오염으로 인해 인구 100,000명당 21~40명이 사망하는 고준위 국가에 속함.- 미세먼지 전구물질인 질소산화물과 황산화물의 경우 광촉매 물질과 자외선 및 가시광선의 반응에 의해 분해되며 이로 인해 오염물질의 농도를 실내실험에서 70%까지 저감 가능.- 질소산화물과 황산화물이 미세먼지 등의 2차 대기오염물질들로 생성되는 과정의 효과적인 차단을 위해서는 가능하면 발생지에서 집중 저감시키는 것이 중요.- 광촉매 적용 시설물을 발생지 주변에 집중 보급하여 배출가스와 오염물질을 광분해 제거한다면 미세먼지 발생 저감으로 국민들의 건강이 크게 증진될 것으로 기대됨.- 높은 미세먼지 농도는 막대한 사회적 비용을 발생시킴. OECD(2014)에서 추산한 대기오염 비용에 따르면 2005년에서 2010년 사이 실외 대기오염으로 인한 경제 손실은 연간 3,500조 원 이상으로 추정하였음. 따라서 미세먼지 관리를 환경규제로 인식하기보다는 사회적 비용을 줄이는 투자로 인정하여 정책변화를 꾀할 필요가 있음.- 대기오염을 저감시키는 것은 예상되는 질병을 예방하여 질병으로 인한 진료비 등 사회적 비용을 감소시키고, 종국적으로는 대기 질을 개선시켜 쾌적한 생활환경 조성을 통한 삶의 질을 향상시킬 수 있음.
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| 활용방안 |
- 최종 TRL4 수준의 기초연구를 통해 다양한 온실가스 및 미세먼지 저감용 건축 소재 개발에 응용 가능- 실제 건축자재에 적용 가능성 확보를 통해 도로시설물 및 주거 건축물 제조에 활용하여 친환경 녹색 도시 조성 및 국민의 삶의 질 개선- 가시광을 직접 활용한 광촉매 유해 물질 제거기술의 혁신 기술 제시- 원천기술 확보를 통해 건축 소재 산업의 활성화 및 공기질 개선 기여
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