자외선·전기로 물 살균 99.99%···"안전성 극대화 기대"

홍석원 KIST 연구팀, POSTECH과 협업···광전기 촉매 이용
연구진 "안전한 가습기, 소독약 없는 수영장 활용 등 기대"

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김인한 기자 - 2019.08.13

KIST(한국과학기술연구원)는 홍석원 물자원순환연구센터 연구팀이 조강우 POSTECH(포항공과대) 환경공학부 교수팀과 공동 연구를 통해 자외선과 전원만 동시에 공급하면 물속 박테리아와 바이러스를 살균할 수 있는 촉매와 시스템을 개발했다. <사진=KIST 제공>KIST(한국과학기술연구원)는 홍석원 물자원순환연구센터 연구팀이 조강우 POSTECH(포항공과대) 환경공학부 교수팀과 공동 연구를 통해 자외선과 전원만 동시에 공급하면 물속 박테리아와 바이러스를 살균할 수 있는 촉매와 시스템을 개발했다. <사진=KIST 제공>
국내 연구진이 화학 약품 없이 물을 살균·소독할 수 있는 기술을 개발했다. 이에 따라 가습기 살균, 수영장 소독 등에 친환경 기술을 적용할 수 있어 안전성을 극대화할 수 있을 전망이다. 

KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 홍석원 물자원순환연구센터 연구팀이 조강우 POSTECH(포항공과대) 환경공학부 교수팀과 공동 연구를 통해 자외선과 전원만 동시에 공급하면 물속 박테리아와 바이러스를 살균할 수 있는 촉매와 시스템을 개발했다고 13일 밝혔다. 

2011년 4월부터 가습기 살균제로 인한 폐 손상 등으로 산모, 영유아가 사망하거나 폐 질환에 걸리는 사건이 발생하면서 살균제는 공포의 대상이 됐다. 당시 가습기 살균제로 수백 명이 넘는 피해자가 속출했다. 사고 주원인물질로 'PHMG'(Poly Hexa Methylen Guianidine)가 꼽혔다. 다른 살균제에 비해 피부, 경구에 대한 독성이 적은 것으로 알려져 가습기 살균제로 활용됐으나 흡입에 의한 폐 손상이 극심한 것으로 확인돼 최근 사용이 중지되고 있다.

기존에 사용되고 있는 화학 약품 소독제는 소독 과정에서 장기 손상과 암 발생을 일으킬 수 있는 독성 물질을 만들어 낸다. 또 자외선이나 광촉매를 이용해 약품 없이도 미생물을 제어하고 독성 오염 물질을 분해할 수 있는 방법이 활용됐지만, 상대적으로 처리 속도가 느리고 높은 에너지를 소비하는 한계가 있었다.

연구진은 이 방법에 전기를 흐르게 해 한계를 극복하고 화학 약품 없이도 물을 효과적으로 살균·소독할 수 있는 시스템을 개발했다. 기존 연구들은 '티타니아'(TiO2) 물질을 촉매로 사용했는데 전기가 잘 흐르지 않아 시스템 적용에 어려움이 있었다. 연구진은 티타늄의 산화수를 일부 조정하는 자가 도핑기술을 통해 전기전도도를 비약적으로 향상시켜 나노구조의 촉매를 제작했다.

연구 결과 이 촉매로 자외선을 이용한 살균을 하는 동시에 전기를 흐르게 하면 살균제를 대량으로 생산하고, 이를 통해 수 분 내 박테리아와 바이러스를 99.99% 이상 완벽하게 제거할 수 있었다. 이렇게 개발된 시스템은 20시간 이상 긴 시간 동안 연속 운전해도 높은 살균 성능을 유지했다. 

홍석원 센터장은 "본 연구를 통해 개발된 무(無)약품, 친환경 정화·소독 기술은 소형 가전제품뿐 아니라 수영장에서도 활용될 수 있는 기술"이라며 "향후 기업과의 산학협력을 통한 실용화가 가능해질 것으로 기대한다"고 밝혔다.

KIST 연구진이 광전기 촉매와 살균시스템의 성능을 테스트하고 있다. <사진=KIST 제공>KIST 연구진이 광전기 촉매와 살균시스템의 성능을 테스트하고 있다. <사진=KIST 제공>
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