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2020/09/13 인터뷰 > 교수 중요기사

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조병완 건설환경공학과 교수, 지하 미세먼지 정화 효율화 방안 특허 등록

자연 통기 방식으로 기존 시설 대비 소음 및 에너지 저감 효과 'UP'

박지웅

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http://www.hanyang.ac.kr/surl/QYsaB

내용
지난해 환경 분야의 이슈 중 하나는 미세먼지 문제였다. 미세먼지는 눈에 보이지 않을 정도로 입자가 작은 먼지를 의미한다. 미세먼지는 질산염, 암모늄 이온, 황산염 등 이온 성분과 금속화합물 등이 포함돼 있어 인체에 해로운 영향을 준다. 조병완 서울캠퍼스 건설환경공학과 교수는 최근 지하 미세먼지 정화 효율화 방안을 특허 출원해 주목 받고 있다.
 
▲조병완 교수

특허는 양자역학 에너지장 기반의 베르누이 유체 흐름을 극대화하는 자연 통기 방법을 이용했다. 터널 내부의 유체 흐름을 자연 통기 방식으로 조절하기 위해 단면의 변화를 주는 베르누이 관을 설치한 후, 미세먼지의 전하를 효율적으로 제거하는 플라스마와 물 입자 방식을 고안했다.
 
조 교수의 특허 기술은 베르누이 현상을 이용해 미세먼지를 집진한다. 베르누이 현상은 기체나 액체가 흐르는 속도에 따라 해당 부분의 압력이 달라지는 현상을 말한다. 이 현상을 통해 압력이 낮은 곳에 미세먼지가 모이게 만든다. 모인 미세먼지는 플라스마와 물 입자 방식을 이용한 일련의 과정을 거친다. 집진된 미세먼지는 전기력에 의해 준중성 상태(플라스마가 전하 차이에 의해 전자기력을 이루고 서로 이끌리는 현상)를 이루고 한 덩어리인 것처럼 행동한다. 이렇게 모인 미세먼지에 세밀한 물 입자를 분사해 미세먼지를 제거한다.
 
현재까지 지하 미세먼지를 제거하기 위해 사용되는 방법은 거대 모터로 작동되는 프로펠러를 터널 내부에 설치해 미세먼지를 배출하는 것이다. 거대한 용량의 모터에서 발생되는 비용, 소음 문제 등이 있어 큰 비용을 들여 설치하고도 사용하지 않은 경우가 많다. 이번 특허는 베르누이 현상을 이용하기 때문에 거대 모터가 필요하지 않다. 
 
해당 특허로 기존 지하 미세먼지 제거 방식의 단점인 에너지 비용 문제와 소음 문제를 해결할 수 있을 것으로 보인다. 조 교수는 “기존 설비의 문제점으로 지목되는 지하철 터널 내부 거대용량 모터의 단점을 없애고 싶었다”고 말했다. 그는 이어 “해당 특허는 날개 없는 선풍기처럼 터널 내부의 단면 변화를 통한 자연 통기 방식을 이용한다”며 에너지 비용, 소음 문제 해결을 시사했다.
 
▲서울 지하철 2호선 한양대역에 열차가 진입해 있다. 지하철은 터널 구조상 열차와 레일구조 침목도상에서 많은 미세먼지가 발생한다.

기술이 상용되면 선로 터널 내부의 미세먼지까지 해결한 지하철을 만날 수 있다. 조 교수는 “앞으로 해당 기술이 지하철 건설의 새로운 시장을 선도하게 될 것을 기대한다”고 말했다.


글, 사진/ 박지웅 기자                 jiwoong1377@hanyang.ac.kr
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