한기대 재학생 한국정밀공학회 국제 저명학술지 제1저자 논문 게재

기계공학부 4학년 박현서씨 “자가발전형 미세먼지 포집장치”
박진형 교수 “도심 대기 환경 개선에 크게 기여“ 강조

한국기술교육대학교(총장 유길상)는 기계공학부 4학년 박현서 학생이 한국정밀공학회가 발간하는 기계소재 분야 국제저명학술지인 ‘International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology(IJPEM-GT)’에 제1저자로 연구논문을 게재했다고 28일 밝혔다.

연구논문 제목은 ‘다중 에너지원을 활용하는 미세먼지 포집용 마찰대전 발전기(Triboelectric Nanogenerator for Collecting Particulate Matter Using Multiple Energy Sources)’이다.

한기대 기계공학부 박현서 학생

논문에서 제시한 ‘미세먼지 포집 시스템’은 프레넬 렌즈로 태양열을 집광하여 스털링 기관을 구동시키고, 터보팬으로 풍력을 유입시켜 마찰대전 발전기를 작동시키는 원리다. 태양열 및 풍력 에너지원을 각각 또는 동시에 활용해 미세먼지를 한곳에 모으는 데 필요한 전력을 만들어낼 수 있다.

마찰대전 발전기에서 생산된 전기는 미세먼지 필터에 공급되어 기계적과 전기적 방식으로 미세먼지를 포집하고, 호퍼(hopper. 깔대기 모양의 용기)를 통해 재비산을 방지한다. 이 시스템은 실외에서 미세먼지를 효과적으로 제거하고, 에너지 자립성을 갖는다는 장점이 있다.

스털링 엔진 구조를 활용한 미세먼지 포집용 마찰대전 정전기 발전기 시스템 및 미세먼지 흡착 실험의 결과 도식.

박현서씨는 ‘22년도부터 한기대 메카트로닉스공학부 박진형 교수 연구팀의 학부연구생으로서 에너지 하베스팅(energy harvesting) 분야와 이를 활용한 친환경적인 유해 물질 제거 기술 분야에서 관련 연구를 진행하고 있다. 에너지 하베스팅은 자연적인 에너지원으로부터 발생하는 에너지를 전기 에너지로 전환 시켜 수확하는 기술을 말한다.

한기대 메카트로닉스공학부 박진형 교수

박 교수는 “본 연구의 성과는 버려지는 에너지들을 활용하는 친환경적인 미세먼지 제거 장치”라며 “이를 제품화하여 도심 속 공원과 빌딩 숲 곳곳에 설치하면 악화되는 도심 대기 환경 개선에 크게 기여할 수 있다”고 밝혔다.

이번에 개발한 실외 미세먼지 포집 장치는 외부의 전원 공급 없이 가동되며 태양열이 있는 환경이나 바람이 부는 환경 중 한 가지만 충족되더라도 효과적으로 주변 미세먼지를 포집할 수 있는 새로운 장치이다. 이번 연구는 한국기술교육대학교와 한국산업기술진흥원의 지원을 받아 수행됐다.

천안=김정모 기자 [e-mail]