▲ 한국기계연구원 플라즈마 연구실이 개발한 플라즈마 버너를 이용한 소형 매연저감장치가 일반 차량에 적용된 모습. 해당 기술은 6만 km 도로주행 테스트를 마치고 환경부 인증을 추진 중이다. .

최근 국내 미세먼지 발생의 주요 원인 중 하나로 디젤차가 배출하는 매연이 거론되고 있는 가운데 이를 최대 95% 저감할 수 있는 기술이 상용화를 앞두고 있다.

미래창조과학부 산하 한국기계연구원(원장 임용택)은 플라즈마 연구실이 소형차량과 대형차량에 적용할 수 있는 ‘플라즈마 버너가 장착된 DPF(매연저감장치)’ 기술의 환경부 인증을 추진하고 있다고 9일 밝혔다.

이 기술은 기계연 플라즈마 연구실의 독자적 원천기술인 플라즈마 버너를 DPF에 적용한 기술로, 배기관에서 배출되는 매연의 95% 이상을 저감할 수 있다.

디젤차에 장착된 DPF는 대기오염을 줄이기 위해 디젤차의 배기관에서 배출되는 매연의 95% 이상을 필터에 포집해 태우는 장치다. 제대로 작동하려면 배기가스의 온도가 약 300도 이상으로 유지돼야 하지만 실제 도심에서 주행하는 차량이 내뿜는 배기가스의 온도는 이보다 매우 낮아 배출가스 온도를 높이는 기술이 필요했다. 온도를 높이기 위한 버너가 미국, 유럽 등 선진국에서 개발됐지만 부피가 매우 커서 대형트럭 외에는 적용되지 못하고 있는 실정이다.

이에 기계연 연구팀은 소형 플라즈마 발생장치를 이용한 버너를 개발함으로써 크기를 일반 연소기의 1/10로 대폭 줄였다. 차의 크기와 관계없이 부착할 수 있고 가격경쟁력도 높은데다 엔진의 운전 조건이 나쁘더라도 제약 없이 매연을 태울 수 있어 현재 기술 중 가장 뛰어난 기술로 꼽힌다.

향후 환경부 인증을 획득하면 내년부터는 실제 차량에도 적용돼 미세먼지 등 환경문제를 해결할 것으로 기대를 모은다.

송영훈 플라즈마 연구실장은 “최근 매연 뿐 아니라 질소산화물(NOx)이 햇빛과 만나 미세먼지를 발생시키는 것이 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 활용이 추진될 것”이라고 설명했다.

환경·에너지기계연구본부 김홍석 연구원은 “디젤엔진은 큰 출력이 필요한 분야에서 전기나 천연가스 등 친환경 동력원으로 완전히 대체하기 어렵고 다른 동력원보다 효율이 우수하다는 장점도 있다”며 “미국과 유럽 등 선진국도 디젤엔진의 배출가스를 개선하기 위한 기술 중 하나로 버너를 이용한 방법에 관심을 갖고 있는 만큼 플라즈마 버너를 더욱 발전시켜 세계시장을 선점하는 것이 필요하다”고 말했다.

한편 이번 연구는 미래창조과학부 ‘저탄소/저공해를 위한 나노촉매-플라즈마 하이브리드 기술개발’ 사업과 환경부 친환경자동차사업단 ‘운행건설기계차량용 플라즈마버너 DPF 및 SCR(배기가스 중 질소산화물만을 선택적으로 무해한 질소로 정화하는 촉매기술) 핵심기술 개발’ 사업의 지원을 받아 수행됐다.