KAIST(총장 서남표) 신소재공학과 <사진>박종욱(朴鍾郁, 52) 교수팀은 (주)시오스(대표 황재훈)와 공동으로 전기화학식 이산화탄소 측정 모듈을 개발했다고 밝혔다.
현재 이산화탄소 측정은 적외선(파장:4.26um)에 의해 선택적으로 흡수되는 성질을 이용한 광학적인 방법이 사용되고 있다. 이 방법은 정교한 광학계를 사용하여야 하기 때문에 가격이 비싸고 고습이나 먼지가 많은 열악한 환경에는 사용하기가 어렵다는 단점이 있다.
반면, 전기화학적 방법은 비교적 싸고 열악한 환경에도 사용이 가능하다. 그러나 초기에 안정화되는 시간이 길어서 현장에서 사용이 기피되어 왔다.
이번에 개발한 전기화학식 이산화탄소 가스 측정센서는 전해질 및 전극에 朴 교수팀에서 개발한 신소재를 채용하여 초기 동작시간을 기존의 2시간에서 15분으로 대폭 단축했다. 또한 현재까지 아무도 시현하지 못한 98%의 상대습도에서도 작동되는 탁월한 안정성도 확보했다.
이 제품은 전기회로와 결합되어 이산화탄소 양이 PWM(Pulse Width Modulation) 전기 신호 출력으로 나오도록 고안되었다. 실내 공조시스템, 시스템 에어컨, 공기청정기, 자동차 실내 AQS 시스템, 농산물 저장 및 양식 등 여러 시스템에 적용이 가능하다.
이산화탄소는 온실가스의 주범으로 도쿄의정서에 의거하여 세계 각국이 총배출량을 엄격히 제한하는 가스 성분이다. 자동차나 공장 등 화석연료를 연소하는 과정에서 뿐만 아니라 사람들의 호흡에서도 자연스럽게 배출되기 때문에 인간의 삶과도 밀접한 관계가 있다.
현재 대기중에는 약 350ppm 정도가 존재하는 것으로 알려져 있는데 그 양이 1000ppm 이상이 되면 졸음과 불쾌감을 느끼기 시작하고 2000ppm이상이 되면 두통이나 구토 증세를 유발한다. 실내 공기질 관련 법규에서 공공건물의 실내 공기중 이산화탄소의 양을 1000ppm미만으로 유지하도록 권고하고 있다. 산업화가 급속도로 진행됨에 따라 지구 이산화탄소가스의 평균농도가 과거에 비해 급격한 속도로 증가하고 있어 세계 각국에 홍수나 가뭄 등 자연 재해의 원인으로 지목되고 있다.
이 측정 센서는 환경부 차세대 핵심환경기술개발사업 지원을 받아 개발되었으며, 현재 (주)시오스에서 양산을 계획하고 있다. 성능이나 가격 측면에서 경쟁력이 탁월하여 세계 시장을 석권할 수 있는 전략부품이 될 것으로 기대된다.
박선진 기자
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