실험에 사용된 식물 자금우(사진 上)과 각종 식물 바이오필터 시스템(사진 下)

건국대 공과대학 생물공학과 김형주 교수 연구팀과 최용근 학술 교수가 최근 국내산 자생 식물인 자금우를 활용해 실내 공기 중 미세 먼지를 효과적으로 제거할 수 있음을 최초로 증명했다.

연구팀은 미세 먼지 제거 효과를 최적화하기 위해 식물 바이오필터 시스템 내부의 광원과 급수를 조절하고 유체역학 기술을 적용해 성공적 결과를 도출했다. 연구 결과 식물 증식을 위한 빛과 급수를 변화시켰을 때 식물 잎 표면의 굴곡도와 분비물 생성량이 변화하는 것을 확인했으며, 이를 이용한 미세 먼지의 잎 표면에 대한 흡착 및 제거 원리를 세계 최초로 확인했다. 또한 이 조건을 전산 유체역학(CFD) 방법으로 최적화해 식물만으로 미세 먼지 총량의 30~40%가 제거되는 것을 확인했다. 연구실 특허 기술인 식물 기반 바이오차(biochar) 필터를 적용해, 최종적으로 식물 바이오필터 시스템을 이용한 실내 미세 먼지의 99% 이상의 제거 및 산업화 기술을 확보했다.

특히 이번 연구를 통해 개발된 식물 기반 바이오필터 시스템은 기존의 개방된 형태의 벽면 녹화 방식이 아닌 밀폐형 형태여서 효율성이 높다. 또 시스템에 적용된 한국의 자생 식물인 자금우는 식물 초보자에게도 유지 관리가 쉬워 실제 미세 먼지 제거에 효과적으로 사용할 수 있다.

김형주 교수는 “이번 연구는 기업체의 현장 적용성에 기술적 접근을 쉽게 하고, 사용자에게 신뢰감과 만족도를 높일 수 있는 합리적인 방향성을 제시할 것”이라며 “식물을 이용해 미세 먼지의 경제적이고 효율적 제거 및 기술의 산업화가 가능함을 확인할 수 있었다”고 말했다.

이들 연구는 Q1급 저널인 Plants-Basel(스위스)와 한국건축친환경설비학회지 최신호에 게재됐으며, 산림청과 농촌진흥청 지원을 받아 진행됐다.

출처 / 건국대학교