사업화 유망기술

[기후대기] 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출 시스템

초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출 시스템

본 기술은 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출에 관한 기술임

보유기관 : 한밭대학교       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

PM10 및 PM2.5 측정값과 동시에 2개의 파장을 이용하거나 4개 이상의 다른 파장으로부터 소산계수를 이용하여 초미세먼지와 조대입자의 총량 및 크기정보를 모두 얻을 수 있는 두 파장 이상의 소산계수를 이용한 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출 방법 및 시스템

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
두 파장 이상의 소산계수를 이용한 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출 방법 및 시스템 10-2139815

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 본 기술은 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출에 관한 기술임

- PM10 및 PM2.5 측정값과 동시에 2개의 파장을 이용하거나 4개 이상의 다른 파장으로부터 소산계수를 이용하여 초미세먼지와 조대입자의 총량 및 크기정보를 모두 얻을 수 있는 두 파장 이상의 소산계수를 이용한 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출 방법 및 시스템

대표도면

[그림] 소산계수를 이용한 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출 방법

기술의 필요성

- 미세먼지의 작은 입자가 큰 입자보다 화학적 반응 속도도 높고 더 위험하므로 미세먼지 질량과 함께 입자의 크기 정보도 중요하므로 이를 측정한 정보 제공 필요

- 여러 파장에서 얻은 정보를 비선형적으로 분석하면 라이다를 이용하고도 미세먼지분포를 얻을 수 있으나, 기존의 방법은 분포 폭도 동시에 고려하기 때문에 오히려 계산에서 오차가 발생할 수 있음

기존기술대비 우수성

- 기존의 소산계수만 측정하던 방식에서 더 기본적인 입자의 정보를 추출함으로 소산계수나 시정, 건강 유해도, 기상효과, 기후효과 등을 추출하는데 사용될 수 있는 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출할 수 있음

- 실질적으로 건강과 시정거리에 영향을 미치는 초미세먼지의 크기와 총량을 건강지표로 활용할 수 있음

- 즉, 초미세먼지와 조대입자를 구별하여 총량, 크기 정보를 동시에 제공하여 미세먼지 관련 분야에 새로운 지표로 활용될 수 있음

기술 구현 내용

본 소산계수를 이용한 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기 추출 방법 및 시스템은 아래와 같이 구현됨

- 측정대기에 대하여 각기 다른 파장의 빛을 통해 얻은 복수의 소산계수를 산출
- 측정대기 중에 존재하는 입자를 크기에 따라 정의한 조대입자와 초미세먼지의 총량과 크기를 소산계수에 대한 미지수로 적용하여 복수의 방정식을 도출
- 산출 소산계수가 4개 미만인 경우 4개 이상이 되도록 하는 추가적인 복수의 소산계수 또는 측정대기의 PM10 및 PM2.5정보 또는 미세먼지 상세 측정데이터 중 선택되는 추가정보를 수집
- 산출된 소산계수를 포함하는 추가정보를 통해 상기 복수의 방정식의 해를 산출함으로 초미세먼지 및 조대입자 총량 및 크기값을 계산

기술동향

- 큰 먼지에서 작은 먼지로(TSP → PM10 → PM2.5)로 이동하기 때문에 기존 설비의 개선 및 집진기술 성능개선의 기술 확보가 요구되고 있음

- 자동차 업계에서도 차량내 미세먼지 데이터 측정을 통해 실외에서 유입되는 공기를 차단하고 실내 미세먼지 제기를 가동시키거나 반대의 경우 실외 공기를 유입시켜 실내 미세먼지 농도를 줄이는 기술들을 적용하고 관련된 초미세먼지 측정 및 분석기술 분야에서 활발한 연구를 진행중임

시장동향

- 실내 공기질, 일반서비스 등의 산업분야는 최근까지 역 신장하였으나, 최근의 미세먼지 이슈 및 빈번하게 발생하는 황사현상 등으로 대기환경에 대한 관심이 크게 증가하여 시장 규모 지속적으로 증가할 것으로 전망됨

- 국내 대기산업분야의 시장은 대기오염물질을 통제하는 설비의 제조 및 건설 산업이 전체시장의 89%인 약5조원으로 매우 크며 최근까지 5% 이상의 성장률로 성장하여 왔으며 향후에도국내시장을 주도할 것으로 예상됨

[그림] 국내 대기 산업체 종류별 규모 및 사업현황

산학협력 희망분야

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