[그린포스트코리아 최빛나 기자] 미세먼지와 황사 등으로 공기청정기가 어쩌다 보니 우리내 생활필수품이 됐다.

여기에 최근, 코로나19의 확산으로 위생에 대한 중요성이 또 한번 대두 되면서 소비자들의 공기청정에 대한 관심은 더욱 높아졌다. 이에 공기청정기에 대한 수요 역시 빠르게 증가하고 있다. 관련 업체들은 "4 중필터, 초 미세먼지까지 잡는다. 바이러스 막는 공기청정기다" 등의 광고를 하며 너도 나도 신제품을 선보이고 있다.

이 수많은 청정가전 중 눈길을 끄는 공기청정기가 있다. 필터 교환이 필요없는 광촉매 방식의 공기청정기다. 

실제 지난 2일 경남도의원이 "전국적으로 광촉매를 이용한 공기청정기 등을 학교나, 시설에 도입해 미세먼지와 살균을 없애자"라는 자유발언을 하면서 광촉매에 대한 이슈가 반짝했다.

경남도의원은 이날 "1차 먼지는 보통마스크 등으로 쉽게 보호되는 반면 2차 먼지(초미세먼지)는 휘발성 유기화합물(VOCs) 7%, 질소산화물(NOx) 28%, 황산화물(SOx) 37%로 구성되며 이는 마스크 등 보호 장구로 쉽게 보호되지 않는 것으로 알려지고 있다"고 설명했다.

그는 "이러한 초미세먼지 제거와 지속적으로 발생하고 있는 질소산화물 제거와 살균에 가장 효과가 있는 광촉매 기술에 대해 연구와 기술개발이 이뤄져 전 세계적으로 확대 시켜야 한다"고 강조했다.

◇ 광촉매 뭐길래?...우주정거장에서 공기를 정화할때 사용하는 기술력 

광촉매는 1960년에서 70년대에 개발된 기술로 여러 분야에서 사용되고 있다. 주요 특징으로는 광산화, 광환원, 초친수성, 양친매성, 초발수성 등이 있는데, 공기청정기에서는 주로 광산화 반응을 이용한다.

△광산화: 폐수처리, 유기물 분해, 향균, 방취, 살균, 건재 및 기능성 소재  △광환원: 수소제조, 이산화탄소 고정  △초친수성: 김서림 방지 유리소재, 차음벽 등  △초발수성: 인쇄, 점착, 박리

광촉매 방식의 공기청정기는 광촉매제로 사용되는 TiO2(이산화티타늄)에 코팅된 20만개 의 나노 광촉매 구슬에 자외선(UV)을 비추면 활발한 화학반응이 일어나는데, 이때 오염된 공기나 초미세먼지가 이곳을 통과하면서 산화반응으로 미세먼지나 세균을 제거하기 때문에 필터가 필요가 없다.

위의 반응에 따라 광촉매 효과는 오염방지, 공기청정, 수질정화, 살균, 냄새제거, 유기화합물 산화 및 분해, 세균박멸, , VOCs등 의 2만 여 종의 불순물과 유해 입자 구조를 약 0.0001마크론 입자까지 파괴하면서 수증기와 이산화탄소로 배출시킨다.

이러한 광산화 반응을 이용한 공기정화는 주로 우주정거장에서 공기를 정화할 때 사용되는 데, 대표적인 것이 미국의 나사(NASA)와 러시아의 우주정거장이다.

광촉매의 원리는 자연에서의 광합성 원리와 동일하다고 보실 수 있다. 실제로 전 세계 연구 그룹에서 광촉매를 이용한 환경오염개선에 대한 프로젝트를 수행해 온 결과, 환경유해물질(세균, 바이러스, 휘발성유기화합물등)을 물과 이산화탄소로 완전히 분해하는 것으로 알려져있다. 이에 전 세계에서는 이미 실생활에 널리 이용되고 있다.

△대기정화, 수질정화 △도로 : 방음벽, 오염방지, 도로 표지판 등 △주택설비 : 욕실 타일 코팅(향균 및 탈취), 유리창, 조명커버, 벽지(실내공기 정화) △건설자재 : 내벽재(흡연실), 외벽재(자정작용으로 먼지를 씻어냄) △가전 : 공기정화기, 에어콘, 냉장고, 정수기 물탱크 △자동차 : 에어컨, 창유리 △농업 : 비닐하우스(방수), 토양 살균체, 살충제 △의료 : 암치료

◇ 광촉매 공기청정기랑 일반 공기청정기... 뭐가 달라?

일반 공기청정기는 공기 중에는 건강에 해로운 세균이나 바이러스, 곰팡이, 미세먼지, 유해 기체, 악취를 풍기는 냄새 성분과 같이 여러 가지 오염 물질을 제거하기 위해 사용한다. 가정에서 쓰는 공기청정기의 대부분은 필터를 사용해 여과·흡착으로 오염물질을 걸러내는 방식을 사용한다.   

여과란 입자의 크기 차이를 이용하여 액체나 기체로부터 고체 입자를 물리적으로 분리하는 과정이고, 흡착은 고체의 표면에 기체나 용액의 입자들이 달라붙는 것이다. 필터의 종류에 따라 제거할 수 있는 입자의 크기는 달라지는데 미세한 입자를 여과할수록 필터의 능력이 뛰어나다고 할 수 있다. 공기가 이러한 필터를 지나가면서 고체 입자들이 필터에 걸려 분리되는 것으로 해석하면 된다.

공기 중의 고체 입자의 분포는 0.001μm~500μm로 눈에 보이는 것부터 보이지 않는 것까지 다양한데, 이 가운데 10μm 이하의 직경을 가진 것을 미세먼지라 한다.

필터 방식의 공기 청정기를 사용할 때는 필터가 더러워져 공기가 재오염되는 것을 막기 위해 필터를 자주 세척하거나 필터의 교환주기를 철저히 지켜야 한다.

이처럼, 일반공기청정기는 공기를 빨아 들여 필터를 거쳐 정화된 공기를 다시 내 보내는 '정화'의 역할을 한다. 여기에 미세먼지나 황사가 많은 봄이나 가을 철에는 필터를 자주 갈아줘야 효과가 있다. 이처럼 필터 청소는 게을리 하면 안된다. 그러지 않으면 공기 청정기가 다시 공기 중에 세균을 내뿜어 공기가 더 오염 될 수 있다. 

또, 한 가지 알아두어야 할 것은 현재 문제가 되는 스모그나 황산화물, 질소 산화물, 오존 등의 오염 물질은 기체이기 때문에 보통의 공기 청정기로는 걸러지지 않는다는 것. 세균을 박멸하거나 없애는 건 더욱 안된다. 따라서 공기 속 오염 물질을 걸러내 좋게 할 목적보다 먼지, 알레르기 물질이라도 줄이는 용으로 공기청정기를 선택해야 한다.

특히, 최근 발생한 코로나19 예방책으로 주목을 받고 있는 공기청정기가 오히려 바이러스를 공기 중으로 확산 시키는 역할을 하는 것으로 드러났다.

가천대 길병원 직업환경의학과 함승헌 교수팀의 논문에 따르면 사무실이나 좁은 공간에 코로나 19 바이러스가 비말 등에 섞여 공기 중에 다니지만 해당 바이러스를 공기청정기가 제대로 걸러낼 수 없어 감염 확산을 막기 위해 공기청정기를 사용하는 것은 바람직하지 않다고 밝혔다.

이에 대해 정부도 연구팀과 같은 입장이다. 공정거래위원회가 운영하는 사이트인 행복드림사이트는 팩트체크 코너에서 코로나19 바이러스를 거르는 공기청정기 기술이 공식적으로 아직 존재 하지 않는다는 입장을 밝혔다.

또 한국소비자원과 공정거래위원회는 지난달 코로나19 바이러스를 공기청정기로 막을 수 있다는 식으로 과장한 광고를 적발하기도 했다.

◇ '에어가디언' 광촉매 공기청정기 이동섭 대표 인터뷰

앞서 러시아의 광촉매 기술을 이용해 만들어진 공기청정기 '에어가디언' 이동섭 패스트플러스 대표를 만나 광촉매 공기청정 시장에 대해 들어보는 시간을 가졌다.

Q 광촉매 기술을 이용해 코로나19 바이러스를 잡을 수 있나

광촉매제는 크게 이산화티탄과 페록시티탄으로 나뉜다. 페록시티탄은 유리나 건물 외벽, 또는 실내 가구 등에 뿌려 적용할 경우 접촉면이나 공기중의 유기물을 분해하는 성질을 가지고 있다.

코로나19라는 바이러스는 유기물이기 때문에 페록시티탄의 산소분자가 코로나 바이러스와 반응해 무해한 물질로 변화시킨다. 즉 코로나19 뿐만이 아니라 메르스, 사스를 비롯한 독감 바이러스와 반응해 무해한 성분으로 만든다고 이해 하면된다.

Q 초미세먼지는 어떤가

대기중에 있는 초미세먼지의 70%는 유해 화학성분이다. 대부분이 질산화물(Nox) 황산화물(Sox) 포름알데히드 등 발암성분들이 많다. 이런 성분들의 크기는 나노입자보다 작을수도 있다. 이에 KF94도 완벽하게 걸러내지 못할 수도 있다. 결국 유해물질을 완벽하게 걸러내는 데에는 한계가 있다는 건데, 광촉매 기술을 이용하면 유해한 성분을 무해한 성분으로 변화시킨다. 

Q 이 좋은 광촉매가 왜 국내마스크나, 시설에는 도입이 안됐나

일본이나 중국에서는 이미 광촉매 마스크가 나오고 있다. 우리나라에서는 마스크의 허가 기준이 필터링 성능만 보고, 성분분해 요소는 허가기준이 없어서 광촉매마스크가 출시가 안되고 있지만, 머지않아 한국에서도 영속성이 있는 초미세먼지와 바이러스를 막는 마스크가 출시될 것. 이에따라 식약처의 기준이 정해지면 곧 많은 기업들이 선보이지 않겠나.

Q 에어가디언의 국내 적용 사례는

‘에어가디언’공기청정기는 TiO2(이산화티타늄)가 코팅된 20만개의 나노광촉매 구슬에 자외선을 비추면 오염된 공기가 산화 반응하여, 담배연기부터 바이러스, 세균, VOCs등의 2만여 종의 불순물과 유해입자 구조를 0.0001µ(미크론) 입자까지 파괴하고 친환경적인 수증기 등으로 배출하는 공기청정기이다.

또 나노광촉매기술을 이용해, 담배 냄새와 악취제거, 암모니아, 박테리아, 곰팡이, 바이러스, 알레르기, 아토피 유발물질, 새집증후군, VOCs(휘발성유기화합물), OIT(옥타이리소씨아콜론), 병원성 미생물(폐렴균, 결핵균 포함)등 2만여 종의 불순물과 유해입자 구조를 파괴할 수 있다.

특히 최근 KCL(한국건설생활환경시험연구원)에 의뢰하여 밀폐된 챔버(chamber)에서 4시간 후 측정한 결과, ‘슈퍼 박테리아’을 99%까지 저감하고, ‘폐렴균’을 89%까지 저감하며, ‘포름알데이드’를 95%까지 저감하는 효과가 나타났다.

이에 최근 KT와 협력해 순천향대학교 서울병원과 목포성심요양병원, 인천의 보건소와 제주도에 있는 산후조리원, 서울 중랑구의 피부과, 경기도 수원에 있는 치과 등 의료기관에 잇따라 공급하고 있다.

이에 초미세먼지뿐만 아니라, 최근 천식, 비염, 아토피 등 호흡기질환 환자들이 건강 개선에 많은 효과를 보고 있다. 이번 요양병원을 시작으로 다양한 병원에 공급되어 고객들의 건강을 지키는데 도움이 될 수 있을 것 같다.

Q 일반 공기청정기와 다른 점은 무엇인가

광촉매 방식의 공기청정기는 일반 공기청정기와 달리 헤파 필터를 사용하지 않는 것이 특징이다. 이 때문에 정기적으로 필터를 교체해야 하는 수고를 덜 수 있어 편리하고, 필터 교체 비용이 전혀 들지 않아 유지 비용이 저렴한 장점이 있다.

또 촉매에 열을 가해 살균과 탈취 반응을 일으켜 공기 중 유해 물질을 근본적으로 태워 없애는 것이 특징이다.

Q 앞으로 어떤 계획을 가지고 있나

이 광촉매 방식을 이용한 공기청정기가 가장 필요한 분야는 사실 병원이나 요양원 등 건강이 취약한 분들이 이용하는 시설의 실내와, 어린아이들이 이용하는 유치원, 초등학교 등이다. 그 다음이 대중이 이용하는 공공시설이다. 또 라돈, 생리대파동, 가습기살균제 같은 일들이 다시 일어나지 않기 위해서 아파트 중앙에 설치 부분도 협의중에 있다. 현재 이들 시설에 적용할 수 있는 방안을 다각도로 협의 중에 있다. 또한 마스크에 적용하기 위해 관련 기관과도 협의하고 있는 중이다.

코로나19 사태 이후로 우리나라는 더욱 공기 청정과 위생에 대한 국민들의 관심은 나날이 높아 지고있다. 하지만 대기업들의 기술력은 아직은 약한 상태다. 이에 국가와 정부는 이런 기술력을 가진 다양한 중소기업들을 후원하고 지원대책을 열어줘 범국가적으로 이 사태를 잘 헤쳐 나가야 한다. 정부, 국민, 기업이 하나가 되어 상생해야 이 위기를 잘 버티고 헤쳐 나갈 수 있을 것이다. 

◇ 그럼에도 불구하고 '광촉매 공기청정기', 유념해야 할 것

광촉매 공기청정기, 분명히 유해물질 제거에  효과가 있다. 광촉매에 의한 공기 청정 효과를 보기 위해서는 다음과 같은 점에 유의해야 한다.

첫째, 광촉매로 사용하는 광촉매 자체의 성능은 우수한가?

일반적으로 광촉매를 부착하기 위해서는 바인더라는 결합제를 사용하게 되는데 여기서 광촉매 활성이 크게 저하되는 경우가 많다. 즉 바인더 선택이 올바른가 하는 점.

둘째, 공기중의 부유 유해물질(휘발성유기화합물, 부유 세균 등등)을 제거하여 효과를 볼 수 있을 만큼 광촉매 표면적이 충분한가? 아무리 성능이 우수하다고 해도 도포 면적이 적어 분해하는 양이 발생하는 양보다 적다면 유해물질의 농도는 점점 증가하게 된다.

셋째, 광촉매에 조사하는 광량은 충분한가다. 아무리 성능이 좋은 광촉매라고 해도 광량이 충분하지 못하면 제 기능을 못한다는 것은 당연.

넷째로는 기재의 선택. 광촉매 반응, 즉 광산화반응에 의해 기재가 열화되거나, 다공질이 많아서 유기화합물이 흡착되는 경우에는 불쾌한 냄새를 품게된다. 그래서 이러한 문제를 배제하기 위해서는 신중한 기재 선택이 중요하게 되는 것.
 

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