'완벽한' 공기청정 기술에 도전···"복합소재로 한계 넘겠다"

[과학계 프론티어]김기현 한양대 석학교수

상온열촉매기술 개발 주력···흡착·촉매 기능 동시에

"여러 오염물질 포괄적으로 없앨 기술 개발하겠다"

[이데일리 강민구 기자] 우리가 사용하는 공기청정기는 공기 중에 있는 오염물질들을 정화할 수 있을까. 현재 시판되는 공기청정기는 미세먼지 제거에 도움이 된다. 하지만 가스 형태로 있는 유해화학물질을 감지하고, 이를 없애는 데에는 한계가 있다. 쉽게 말해 공기를 청정하게 만든다기 보다 먼지 입자를 정화하는 일에 가깝다.

김기현 한양대 석좌교수.(사진=한양대)

김기현 한양대 건설환경공학과 석학교수는 대기 중에 있는 벤젠과 폼알데하이드 등 다양한 휘발성 유기화합물질을 효율적으로 없애기 위한 다양한 흡착, 촉매 소재를 개발해 온 연구자다. 환경오염 지표를 통합 관리하는 감시 시스템을 개발했고, 실험실에서 확인한 연구결과들을 현장에서 적용하기 위한 공기정화용 소재를 개발하고 있다.

휘발성 유기화합물질은 휘발성이 강하고, 반응성이 낮아 일반 흡착, 촉매 처리기술로는 효과적으로 제거하기 어렵다. 또 ppm(백만개 중 한개 농도)의 1000분의 1에 불과한 ppb(10억개 중 한개 농도) 수준이기 때문에 감도가 뛰어나고, 재현성(값의 일치 정도) 등의 특성을 고루 갖춘 감지시스템이 필요하다.

일반적으로 공기정화기술로 활용하고 있는 흡착과 촉매는 서로 다른 효과를 나타낸다. 촉매는 분자량이 작고 휘발성이 강한 성분들을 파괴하고, 흡착은 분자량이 크고 휘발성이 상대적으로 낮은 성분들을 물리·화학적으로 합친다.

하나의 소재가 촉매와 흡착을 함께 할 수 있다면 공기정화기술 성능을 높일 수 있다. 때문에 김 교수는 기존 공기청정기에 쓰던 광촉매 위주의 제거 방식을 바꿀 상온열촉매기술과 촉매·흡착을 한 번에 할 수 있는 복합기능성 소재 개발에 집중하고 있다.

김 교수는 “완벽하게 청정한 공기를 만든다는 것은 하나의 불가능한 꿈일 수도 있다”면서 “하지만 사람에게 해로울 정도로 오염이 일어나는 것을 제어하는 기술은 계속 발전하고 있고, 환경을 정화하기 위한 새로운 소재 기술들이 발전하면서 완벽하게 제거하기 어려웠던 오염물질들을 없앨 기회가 오고 있다”고 말했다.

그는 “실내 공기 개선을 위한 가장 좋은 방법은 오염원을 없애거나 오염물질을 생성하지 않아야 하지만, 현실적으로 쉽지 않은 부분”이라며 “연구자로서 오염물질을 포괄적으로 없앨 기술을 개발하는 데 노력하겠다”고 강조했다.