한국기계연구원은 소형차량과 대형차량에 적용할 수 있는 '플라즈마 버너가 장착된 DPF(Diesel Particulate Filter·매연 저감 장치)' 기술의 6만㎞ 도로주행 테스트를 마치고, 환경부 인증을 추진 중이라고 9일 밝혔다.
이 기술은 기계연 플라즈마 연구실의 독자적 원천기술인 플라즈마 버너를 DPF에 적용한 기술로, 디젤차에서 배출되는 매연을 많게는 95%까지 저감시킬 수 있다.
DPF는 대기오염을 줄이기 위해 디젤차의 배기관에서 배출되는 매연의 95% 이상을 필터에 포집해 태우는 장치이다.
제대로 작동하려면 배기가스의 온도가 섭씨 300도 이상으로 유지돼야 하지만, 실제 도심에서 주행하는 차량이 내뿜는 배기가스의 온도는 이보다 매우 낮아 배출가스 온도를 높이는 기술이 필요하다.
미국과 유럽 등 선진국도 DPF의 정상 작동을 위해 배기가스의 온도를 올리기 위한 버너를 개발했지만, 부피가 매우 커서 대형 기관차나 화물차 말고는 제대로 쓰이지 못하던 실정이다.
한국기계연구원이 개발한 플라즈마 버너의 작동 원리를 나타낸 그림. (사진=한국기계연구원 제공)
연구진은 DPF에 포집된 매연을 태워 없애기 위해 소형 플라즈마 발생 장치를 이용한 버너를 개발하고, 크기를 대폭 줄이는 데 성공했다.
플라즈마 버너가 장착된 DPF는 디젤차에서 배출되는 매연을 필터에 포집하고, 이를 플라즈마 버너로 태우는 원리이다.
크기도 일반 연소기의 10분의 1 정도에 불과해 대형선박이나 발전소는 물론, 소형 승용차 등 차량 크기와 관계없이 부착할 수 있고 가격 경쟁력도 높은 편이다.
기존 기술과 달리, 배기가스 온도가 낮거나 엔진의 운전 조건이 나쁘더라도 제약없이 매연을 태울 수 있어 현존 기술 가운데 가장 뛰어난 기술로 꼽힌다.
향후 환경부 인증을 획득하면, 내년부터는 실제 차량에도 적용돼 미세먼지 등 환경문제를 어느 정도 해결할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
기계연 송영훈 플라즈마 연구실장(책임연구원)은 "최근 매연뿐 아니라 질소산화물(NOx)이 햇빛과 만나 미세먼지를 발생시키는 것으로 알려지면서 디젤차의 고질적인 문제점인 매연과 질소산화물을 동시에 처리할 수 있는 플라즈마 버너 기술에 대한 관심이 커지고 있다"며 "올 하반기부터 선박과 중소형 발전소는 물론, 소형 승용차까지 다양한 활용될 수 있도록 연구를 추진할 것"이라고 말했다.