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연구팀 소개

황정호 교수 연구팀

연세대학교/황정호 교수

연구기관/연구책임자 : 연세대학교/황정호 교수

  • 안녕하세요. 연구팀 소개를 부탁드립니다.
  • 우리 연구팀은 1명의 연구교수, 16명의 석-박사 통합과정 및 3명의 석사과정 학생으로 구성되어 있습니다. 연구실 내에서 다양한 환경 및 에너지 분야 (특히, (바이오)미세먼지 계측 및 저감, 발전시설의 연소)에 대한 연구원들 간의 공동연구를 통해 세계 최정상급의 결과를 내고 최고 기술을 개발하기 위해 연구에 매진하고 있습니다.

    나노입자, 에너지, 환경의 세 개의 서브그룹이 있으며, 자유롭게 아이디어를 제안하기 위해 건설적으로 비판하여 연구 주제에 대한 다양한 시각을 공유하는 분위기를 만들어 나가고 있습니다.
  • H-GUARD에서는 구체적으로 어떤 연구를 하시나요?
  • 우리 연구팀은 공기 중 바이오미세먼지로 알려진 박테리아와 바이러스를 연속적으로 포집하는 시스템을 개발하고 있습니다. 방전극과 그라운드 전극 사이에 고전압을 인가하여 코로나 방전을 유도하여 시스템에 유입되는 박테리아와 바이러스를 하전과 동시에 액체에 포집하는 전기집진장치를 이용하여 후단의 농축 혹은 검지시스템으로 연속적으로 샘플을 전달하여 실시간 모니터링이 가능하게 하는 무인상시모니터링 시스템의 첫 번째 시스템입니다. 3단계 연구에서는 기존의 공기유량 100 L/min의 공기포집시스템을 1,000 L/min (250 L/min * 4)으로 스케일 업 하여 빠른 시간 내에 실내 공기 중 많은 박테리아 및 바이러스를 포집하는 시스템을 개발 중에 있습니다.
  • 사업화 유망성과로 꼽히는 [연속식 공기포집시스템]은 어떤 기술 인가요?
  • 공기 중에 존재하는 바이오미세먼지 (박테리아, 바이러스 등)를 모니터링하기 위해 사용되는 검지 시스템은 대부분 액체 기반의 분석 장치이므로 이들을 액상 포집하는 기술이 필수적입니다.

    그러나, 현재까지 전 세계적으로 선행된 연구 결과들은 높은 공기유량, 높은 입자 포집효율, 안전한 포집, 장시간 안정적 구동, 연속성을 모두 만족시키는 시스템은 없었으므로 실제 환경에서 실질적인 응용 가능성을 충족시키지 못해왔던 것이 현실입니다.

    우리 연구팀에서는 고유량으로 공기를 포집할 뿐 아니라 연속식, 안정적 구동이 가능하며 바이러스 입자 (약 100nm)의 포집효율까지 높은 공기포집시스템을 개발하여 기존의 문제점을 극복하면서 현장에서도 장시간 구동될 수 있는 상용화 공기포집기의 새로운 장을 열어가고 있습니다.
  • 그럼 연구팀에서 생각하는 해당 기술의 차별화된 경쟁력은 무엇인가요?
  • 우리 연구팀 기술의 가장 큰 장점은 공기 중 적은 농도로 존재하는 바이오미세먼지 (<500 CFU/㎥)를 실시간으로 포집하여 농축하고, 연속적으로 모니터링 할 수 있다는 점입니다.

    좀 더 자세하게는 첫째, 기존에는 불가능했던 큰 공기유량에서의 높은 바이러스 포집효율입니다. 기존의 공기 중 바이러스 포집을 위한 포집시스템은 고유량에서의 바이러스 포집효율이 매우 낮거나 포집효율이 높더라도 저유량에서 작동 시에만 가능했으므로 실제 환경에서 단시간 내에 많은 공기 중 바이러스를 포집하기에는 역부족이었습니다. 그러나 저희의 공기 포집시스템은 250 L/min (최대 1,000 L/min)의 공기포집유량 운전조건에서 50% 이상의 바이러스 포집효율을 보입니다.

    둘째, 장시간 안정적 구동입니다. 기존의 공기 중 바이러스 포집시스템은 실제 현장에서 장시간 안정적 구동 여부를 입증한 사례가 없습니다. 현장에서 사용될 무인상시모니터링시스템의 첫 번째 시스템인 공기포집시스템은 24시간 이상 방치하여도 안정적으로 공기 중 바이러스를 포집하도록 설계되었습니다. 현재는 30일 동안의 안정적 구동을 목표로 연구 중에 있습니다.

    Heavy CDR3의 다양성

    ▲ 연속식 공기포집시스템 및 장시간 안정적 구동 여부

  • 자세한 설명 감사합니다. 그럼 마지막으로, 앞으로의 포부 한 말씀 부탁드립니다.
  • 공기 중 바이오미세먼지로 인한 질병을 사전에 능동적으로 차단하기 위해 실시간 연속적 모니터링에 대한 관심이 크게 부각되고 있습니다. 이러한 모니터링 방법 및 장비의 대부분을 외국의 기술에 의존하고 있기 때문에 우리 연구실의 기술력을 더욱 발전시킴으로써 기존의 기술들을 대체하고, 우리의 기술이 글로벌 바이오미세먼지 모니터링 시장에서 큰 구심점이 될 수 있도록 꾸준하게 연구 개발할 것입니다.

    특히, 공기포집시스템 개발과 더불어 현장에서 사용될 수 있는 제품으로서 고포집효율/안정성 등의 장점을 통해 전 세계적으로 상용화 된 전례가 없는 연속식 공기포집시스템을 구축하여 빠르고 정확하게 공기 중 바이오미세먼지를 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발하여 전 세계에 보급하고 싶습니다.
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