악취 빨아들이는 활성탄이 38배 향상됐다

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST) 지속가능환경연구단 이지원 박사팀이 악취를 빨아들여 없애는 성능을 최대 38배 향상시킨 활성탄을 개발했다. 특히 10번 이상 재생해 사용해도 악취 흡수율이 94% 유지했다.

이지원 박사는 26일 "하수처리장이나 쓰레기매립장, 농축산시설, 식품가공업장 등의 폐기물이 부패하면서 뿜어져 나오는 악취와 유해가스를 제거하는데 활용할 수 있다"고 말했다.

폐기물이 부패할때 나오는 가스는 상당부분 질소가 함유된 화합물로 암모니아를 비롯해 에틸아민(EA), 디메틸아민(DMA), 트리메틸아민(TMA), 트리에틸아민(TEA), 벤젠 등이 대표적이다. 이 가스를 들이마시면 두통이나 메스꺼움부터 폐부종, 만성신장질환까지 일으킬 수 있다.

이 유해가스를 제거하는 방법에는 공기 세정과 흡착, 광촉매를 활용한 생물학적 처리 등 다양하다. 하지만 가장 효율적인 방법이 활성탄으로 빨아들이는 것이다.

연구진은 시중에서 판매하는 활성탄에 질산을 처리한 뒤 진공상태에서 고열로 건조했다. 이 과정을 거치면서 활성탄에 나노미터 크기의 미세한 구멍이 고르게 생기면서 가스를 더 많이 접할 수 있는 면적을 만들 수 있다.

연구진은 최적의 열건조 온도를 찾기위해 50℃부터 100℃, 200℃의 온도로 건조해서 만든 활성탄 성능을 테스트한 결과 50℃라는 결론을 얻어냈다.

또 이 열건조 활성탄이 유해가스를 흡수하는 성능이 얼마나 향상됐는지 확인하기 위해 시중에 판매되는 활성탄과 비교해봤다. 이를위해 10ppm의 에틸아민(EA)과 디메틸아민(DMA), 트리메틸아민(TMA)을 흡수하는 양을 살펴봤다.

그결과 1g의 일반 활성탄은 에틸아민 17.12㎎을 흡수한 반면 50℃로 열건조해 만든 활성탄은 6배인 102.92㎎을 빨아들였다. 또 디메틸아민은 8배, 트리메틸아민은 9배 많은 양을 흡수했다.

특히 300ppm의 암모니아 테스트에서는 1g의 일반 활성탄이 2.83㎎ 밖에 흡수하지 못했지만 열건조 활성탄은 38배 많은 107.52㎎을 빨아들였다.

뿐만아니라 열건조 활성탄은 재사용에서도 뛰어난 성능을 보였다. 일반적으로 활성탄은 물로 씻어내거나 열건조를 시켜 다시 사용한다.

연구진은 50℃의 온도로 건조시킨 뒤 재사용 성능을 확인해봤다. 그결과 열건조 활성탄은 10번을 재사용해도 최기 성능대비 93.8%까지 유지했다.

하지만 일반 활성탄은 10번째 재사용에서 초기 성능의 63%까지 떨어졌다.

이지원 박사는 "암모니아 등 유해가스가 발생하는 공간에서 사용할 수 있는 방법을 추가 연구할 예정"이라고 말했다.

한편, 연구진은 이 열건조 활성탄을 국제학술지 '청정생산 저널(Journal of Cleaner Production)'에 지난 20일 발표했다.

[e-mail] 김만기 기자