기계연 '달리는 자동차가 스스로 공기정화' 기술 개발

브레이크 마모 먼지도 포집…초미세먼지 95% 이상 제거

그릴·브레이크 집진장치 실차 적용…연비 영향은 1% 이내

[대전=뉴시스] 대기 미세먼지 대응 상호협력형 공기정화 자동차를 개발한 기계연구원 도시환경연구실 한방우 실장(가운데)과 연구팀.(사진=기계연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내연구진이 자동차에 공기정화 기능을 적용해 주변 미세먼지와 브레이크 마모 먼지를 배출전에 제거하는 기술을 개발했다. 시속 30㎞ 주행에서 초미세먼지(PM2.5)를 95% 이상 제거하지만 차량 연비 변화는 1% 이내에 그쳤다.

한국기계연구원은 도시환경연구실 한방우 실장팀이 자동차의 기존 구조와 부품을 활용한 자동차 공기정화 기술을 개발하고 카니발과 쏘나타에 실제 장착해 성능 검증을 완료했다고 28일 밝혔다.

이 기술은 ▲차량 전면으로 유입되는 공기를 정화하는 그릴형 집진 장치 ▲브레이크 마모 먼지를 포집하는 캘리퍼형 집진 장치 ▲주차 중 공기정화를 위한 무선 전력 전송 기술이 핵심이다.

그릴형 집진 장치는 유입된 미세먼지에 전기를 띠게 한 뒤 전기적 힘으로 집진판에 붙여 제거하는 부품이다. 차량 주행풍을 활용해 별도의 고출력 송풍장치 없이 공기를 정화하고 주차 중에는 무선전력으로 기존 라디에이터 팬을 가동해 공기정화를 이어갈 수 있다.

캘리퍼형 집진 장치는 브레이크 패드와 디스크의 마찰로 발생하는 먼지가 자연스럽게 전기를 띠는 특성을 활용해 발생 지점에서 직접 포집한다. 국제표준 자동차 시험 주행방식인 WLTC 조건에서 차량 1대가 1㎞ 주행할 때 22.2㎎의 브레이크 마모 먼지를 포집했다. 이를 약 450㎞ 주행 기준으로 환산하면 약 10g에 해당한다.

성능 평가 결과, 그릴형 집진 장치는 시속 30㎞에서 PM2.5를 95% 이상, 미세먼지(PM2.5-10)를 99% 이상 제거했고 시속 50㎞에서도 같은 수준의 성능을 유지했다. 차량 한 대가 시간당 약 1800㎥의 공기를 정화했으며 카니발과 쏘나타의 장치 장착 전후 연비 변화는 1% 이내로 확인됐다.

이번 기술은 차량의 기존 공간과 부품을 활용해 구조 변경과 추가 동력 사용을 최소화한 것이 특징이다. 브레이크 먼지가 규제 대상에 포함된 EURO 7 등 환경규제 강화에 대응할 수 있는 기술로 평가받은 이 연구 결과는 국제학술지 'Tribology International'과 'Atmosphere' 등에 최근 발표됐으며 국내는 물론 미국, 독일 등에 특허 출원됐다.

한방우 실장은 "자동차가 이동하면서 도로 주변 미세먼지를 정화하고 브레이크 먼지까지 발생 지점에서 줄일 수 있다는 것이 특징"이라고 말했고 이건희 선임연구원은 "실차 적용을 통해 성능을 확인한 만큼 앞으로 실도로 성능과 장기 내구성을 검증해 기술고도화를 이룰 것"이라고 밝혔다.


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