전체 1건
뉴스 리스트
게시판 리스트 컨텐츠
2020-07 19 중요기사

[학술][이달의 연구자] 박성욱 교수, 가솔린 자동차에서 배출되는 미세먼지 저감에 기여해

사람들은 흔히 경유 자동차가 미세먼지의 주범이라고 생각한다. 가솔린 자동차도 마찬가지다. 가솔린 자동차의 GDI 엔진에서 배출되는 미세먼지의 양도 상당하다. 박성욱 서울캠퍼스 기계공학부 교수는 가솔린 자동차에서 배출되는 미세먼지의 저감에 관한 연구를 진행하고 있다. ▲ 박성욱 서울캠퍼스 기계공학부 교수의 모습. 박 교수는 자동차 미세먼지 배출을 저감하기 위한 연구를 진행했다. 박 교수는 자동차 엔진의 효율 향상과 자동차로 인한 미세먼지 저감에 대해 연구하고 있다. 박 교수의 이번 연구도 자동차 미세먼지 배출과 관련이 있다. 현재 대부분의 가솔린 엔진은 연료를 연소실 내로 직접 분사하는 GDI(Gasoline Direct Injection) 방식이다. 연소실 내로 분사된 연료 분무의 거동을 ‘Spray behavior’이라고 한다. 이 분무는 연소실 내 주위 공기와 혼합하게 되는데, 이때 발생하는 주위 공기의 유동을 in-cylinder flow라고 한다. 박 교수의 연구에는 이러한 개념들이 중요하게 사용됐다. 박 교수는 약 5년간 이러한 연료분사 전략을 최적화해 GDI 엔진의 미세먼지를 줄이고자 연구를 진행했다. 현대자동차, 현대케피코, 환경부, 산업부 등 여러 기관의 꾸준한 지원 덕분에 안정적으로 연구를 진행할 수 있었다. 박 교수는 해당 연구를 통해 연료를 고압으로 분사할 경우 연소실 내의 유동이 강화되고, 연료 분무의 미립화가 촉진돼 미세먼지가 저감된다는 것을 규명했다. 실제로 관련 기업들은 연료 분사 압력 상승을 활용해 자동차의 연비 향상과 미세먼지 배출 저감을 위한 연구를 활발하게 진행하고 있다. 그는 연료를 늦게 분사할 경우, 분사 입력이 미세먼지 배출 증가를 야기할 수 있다는 점도 규명했다. 향후 전기자동차, 연료 전기자동차 등의 보급은 증가할 가능성이 높다. 상당 기간 자동차 업계 이익의 대부분은 순수 내연기관 자동차나 하이브리드 자동차 판매를 통해 창출될 것이기 때문에 자동차의 내연기관은 여전히 중요한 연구 분야다. 자동차에서 배출되는 미세먼지를 가장 효과적으로 감소시키는 방법은 내연기관에서의 미세먼지 배출량을 줄이는 것이다. 박 교수는 “미세먼지를 더 감소시키기 위해 앞으로도 내연기관의 연비향상, 배기 배출물 저감에 관한 연구를 꾸준히 진행해 자동차 산업 발전에 기여하고 싶다”고 말했다. ▲박 교수가 김동환(융합기계공학과 4) 씨에게 연구를 설명하고 있다. 이번 연구에서 엔진의 연료혼합기 형성 과정과 화염 전파 과정을 고속 카메라로 촬영했다. 단기통 엔진 구성에 어려움이 많았지만 관련 기업 전문가들과의 협력을 통해 해결할 수 있었다. 박 교수는 연구진에게 감사의 인사를 전했다. “이 연구를 통해 배출된 5명의 우수한 박사가 학계, 산업계, 연구소에서 활발하게 활동하고 있습니다. 연구에 기여한 제자들에게 감사의 말을 전합니다” 글/김수지 기자 charcoal6116@hanyang.ac.kr