'반영구적 필터'로 타이어 마모 미세먼지 잡는다
'반영구적 필터'로 타이어 마모 미세먼지 잡는다
  • 송철호 기자
  • 승인 2019.07.17 15:31
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‘타이어 마모 미세먼지’ 저감 아이디어...‘효성이 그린 지구’ 공모전 우수상 받아
이 필터를 자동차 밑바닥 차체에 붙여야 도로 먼지 재비산 및 타이어 마모로 인한 미세먼지를 감소시킬 수 있다. (자료 박소연 학생 제공)
이 필터를 자동차 밑바닥 차체에 붙여야 도로 먼지 재비산 및 타이어 마모로 인한 미세먼지를 감소시킬 수 있다. (자료 박소연씨 제공)

[그린포스트코리아 송철호 기자] 최근 경유차가 미세먼지 발생의 주요 원인 중 하나로 지목되면서 친환경 차량 보급에 대한 관심이 집중되는 가운데, 자동차 타이어가 마모되는 과정에서 발생하는 비산먼지도 상당한 수준이다.

업계 전문가들은 비산먼지의 경우 입자크기가 작을수록 인체에 많은 영향을 주는데 직경 10㎛ 미만인 경우에는 그 자체로 인체에 유해할 뿐만 아니라 금속‧유기물‧이산화질소 등 다른 오염물질과 결합해 2차 오염물질로 변하는 것을 큰 문제로 지적한다. 이는 인체에 흡입될 경우 폐기능을 저하시키고 폐암 발생율을 증가시킬 수 있기 때문이다.

지난 3일 열린 ‘2019 효성이 그린(GREEN) 지구’ 공모전 시상식에는 젊은 학생들의 다양하고 획기적인 친환경 아이디어들이 공개됐다. 그 중 울산과학기술원(UNIST)에 재학중인 박소연씨는 타이어 마모로 발생하는 미세먼지에 대한 아이디어(도로 위의 미세먼지, 타이어 마모 미세머지를 잡자!)로 ‘아이디어 부문' 우수상을 수상했다.

박씨는 “근래 자동차 배출가스 규제 강화로 차량에서 배출되는 배출 미세먼지는 감소하는 반면, 비배출 미세먼지의 배출량은 상대적으로 증가하는 추세”라며 “이 점에 주목해 자동차 하단부에 부착하는 재사용 가능한 필터를 제작, 타이어 마모에 의한 미세먼지를 줄이면 미세먼지 저감효과가 있을 것으로 생각했다”고 밝혔다.

내외부 Electro filter, Klogon filter(염해제거용 Medium filter)를 구성해 제작한 정전기 필터는 통수성과 통기성 확보를 위해 다공성의 그물망 구조를 내층에, 섬유 구조를 표면에 층별로 결합해 구성했다. 소재는 물 세척이 가능한 폴리프로필렌으로 했다.

이렇게 제작한 필터로 흡착능 실험을 한 결과, 흡착필터의 제거효율은 입경 2.57㎛를 기준으로 이상은 91.3%, 이하는 26.4%였다. 소재의 흡착 특성인 정전기력의 영향권이 2.57㎛까지기 때문이다. 평균효율 93.7% 대부분은 PM10에 해당되며 물세척에 따른 필터효율은 평균 93.3%로 재생횟수에 따른 변화는 없었다.

박씨는 “이 필터를 자동차 밑바닥 차체에 붙여야 도로 먼지 재비산 및 타이어 마모로 인한 미세먼지를 감소시킬 수 있다”면서 “이 필터의 최대분진 흡착량은 715.9g/㎡로, 광산 등의 산업현장이 아닌 본 필터의 목적인 도로에 적용했을 때 그 정도까지는 흡착되지 않을 것으로 예상되며 정기적으로 물 세척만 한다면 반영구적으로 사용이 가능하다”고 설명했다.

앞서 아이디어의 적합성을 판단하기 위해 진행된 실험은 박씨가 △도로 미세먼지 저감을 위한 필터 모듈의 흡착 특성(이재엽, 김일호) △차량 주행 과정에서 타이어와 도로의 마찰에 의해서 발생하는 미세입자에 관한 연구(이석환, 김홍석) △타이어와 브레이크 마모에 의해서 발생하는 미세먼지 특성(이석환) △자동차 타이어 마모와 브레이크 마모의 미세먼지 배출량 추정(권진웅) 등의 다양한 실험 논문을 참고했다.

박씨가 발표한 자료에 따르면, 이번에 제작한 필터는 차 1대당 약 15만원 정도의 비용이 예상되며 대량 생산시 가격이 하락할 수 있을 것으로 보인다. 또한 간단한 물 세척을 통해 반영구적으로 사용하기 때문에 가격 대비 효과도 좋다. 또한 승용차를 제작하는 단계부터 만드는 것이 아니라 추가적인 부품으로 현재 이용하는 기존 자동차들 모두 사용이 가능하며 승용차, 경차, SUV 등 차량 크기에 관계없이 설치가 가능하다.

박씨는 “타이어 마모 미세먼지에 대해 별다른 규제나 기준이 정해져 있지 않다는 점이 가장 큰 문제”라며 “차량 바닥에 미세먼지 필터 착용을 의무화해 최대한 타이어 마모 미세먼지를 줄이는 것이 중요하다”고 말했다.

자동차 부착 방법(자료 박소연 학생 제공)
자동차 부착 방법(자료 박소연씨 제공)

이번 공모전에는 박소연씨의 타이어 마모 미세먼지 필터 외에도 다양한 친환경 아이디어가 공개됐다. 특히 경북대 섬유시스템공학과 학생들로 구성된 ‘심태박’팀(심영진, 김태훈, 박민호)은 ‘화학적 정화가 가능한 보급형 마스크’ 아이디어로 대상을 차지했다.

이 아이디어는 기존의 미세먼지 필터가 지니고 있던 작은 입자의 미세먼지를 걸러내지 못하는 한계점을 창의적으로 개선해 미세먼지 필터에 여러 화학 용액이 혼합된 용액을 코팅함으로써 효율성을 높였다. 에어컨 등 다른 필터에도 적용 가능한 동시에 실험을 통해 사업성을 검증한 점이 심사위원들로부터 좋은 평가를 받았다.

올해로 3회째를 맞은 ‘친환경 아이디어 공모전’은 조현준 효성 회장의 친환경 경영에 대한 신념과 그린경영 방침에 따라 시작됐다. 공모전을 통해 환경 문제에 대한 대학(원)생의 관심을 높이고 젊은 인재들과의 소통을 늘려 왔다는 평가를 받고 있다. 효성은 친환경 경영 실현을 위해 ‘그린경영 비전 2020’을 수립해 실천하고, 온실가스 배출량 관리와 친환경 소재 개발에 적극 나서고 있다.

song@greenpost.kr


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