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Jul 22, 2023

가로등의 폐열로 실내 오염물질 제거 가능

2023년 8월 19일 Ellen Phiddian은 Cosmos의 과학 저널리스트입니다. 그녀는 호주 국립대학교에서 화학 및 과학 커뮤니케이션 학사 학위와 과학 커뮤니케이션 석사 학위를 취득했습니다.

2023년 8월 19일

Ellen Phiddian은 Cosmos의 과학 저널리스트입니다. 그녀는 호주 국립대학교에서 화학 및 과학 커뮤니케이션 학사 학위와 과학 커뮤니케이션 석사 학위를 취득했습니다.

국내 연구진이 가로등 폐열을 활용해 실내 오염물질을 제거하는 방법을 찾아냈다.

그들은 공기 중 휘발성 유기 화합물(VOC)을 제거하고 이를 무해한 부산물로 바꿀 수 있는 전등갓 코팅을 만들었습니다.

이 코팅은 현재 과도한 열을 많이 발생시키는 할로겐 조명 및 기타 전구에서만 작동하지만 연구원들은 곧 이를 보다 효율적인 LED에 적용할 수 있기를 바라고 있습니다.

VOC는 아세트알데히드, 포름알데히드와 같은 작은 탄소 함유 물질로, 페인트, 플라스틱, 요리 및 기타 가정에서 배출됩니다.

한국 연세대학교 김형일 연구원은 “가정이나 사무실의 VOC 농도는 낮지만 사람들은 시간의 90% 이상을 실내에서 보내기 때문에 시간이 지남에 따라 노출이 증가합니다.”라고 말합니다.

“실내 공기에서 VOC를 제거하는 기존 방법은 활성탄이나 기타 유형의 필터에 의존하는데, 정기적으로 교체해야 합니다.”라고 Kim 연구실의 대학원생 이민형이 말했습니다.

Kim과 동료들은 VOC를 CO2로 전환시키는 화학 반응을 촉발할 수 있는 촉매를 연구해 왔습니다. 실내에서는 VOC 농도가 낮기 때문에 생성되는 CO2의 양은 인간이 내쉬는 양과 맞먹을 정도로 인체에 무해할 정도로 적습니다.

화학 반응이 진행되려면 일반적으로 약간의 에너지가 필요합니다. 연구팀은 열을 사용하여 반응을 유발하는 열촉매를 연구해 왔습니다.

그들은 주로 이산화티타늄(치약, 식품, 자외선 차단제 및 페인트에 사용되는 흰색 색소)과 소량의 귀금속 백금으로 만든 촉매를 개발했습니다.

이 촉매는 상온에서 고농도의 VOCs를 감소시킬 수 있지만, 할로겐 갓 내부를 코팅할 때 더 좋은 성능을 발휘합니다.

램프의 과도한 열로 인해 전등갓이 120°C까지 가열되어 촉매가 낮은 수준의 VOC도 제거할 수 있게 되었습니다.

연구진은 이제 철이나 구리와 같은 백금보다 저렴한 금속을 사용하여 반응이 가능하도록 하는 방법을 모색하고 있습니다.

그들은 또한 열 대신 빛을 사용하여 반응을 유발하는 광촉매를 조사하여 LED와 함께 작동할 수 있도록 하고 있습니다.

LED는 대부분의 에너지를 열로 낭비하지 않기 때문에 점차 인기가 높아지고 있는 광원입니다. 그러나 이는 촉매가 작동하는 데 필요한 온도를 생성하지 않는다는 의미이기도 합니다.

반응을 촉매하기 위해 열 대신 빛을 사용하면 문제가 해결될 것입니다.

김 교수는 “자외선, 가시광선 등 광원과 폐열이 만들어내는 전 스펙트럼을 활용할 수 있는 하이브리드 촉매를 개발하는 것이 최종 목표”라고 말했다.

연구진은 미국화학학회(American Chemical Society)의 2023년 가을 회의에서 자신들의 연구 결과를 발표했습니다.

조명의 폐열이 실내 오염 물질을 제거할 수 있다는 내용으로 Cosmos에서 처음 출판함