왼쪽부터 임시형 교수 (기계공학부), 이준석 석박통합과정 18 (기계시스템공학과)

국민대학교 기계공학부 임시형 교수 연구팀 (나노메카트로닉스 연구실)은 연세대학교 화학생명공학과 김정훈 교수연구팀과 공동연구로, 금속 폼 (Metal Foam)에 금속유기구조체(Metal Organic Framework)를 전기영동 증착 공정을 통해 코팅하여, 휘발성유기화합물의 흡착 및 광분해 제거가 가능한 대면적 광촉매 MOF 필터를 개발하였다.

최근 실내 공기질에 대한 관심이 높아짐에 따라, 휘발성유기화합물과 같은 실내 공기 유해물질을 제거하기 위한 흡착 성능이 좋은 다공성 필터 소재에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만, 대부분의 필터 소재들은 단순히 유해물질들을 흡착만 하기 때문에, 반복 사용시 흡착성능이 저하되고, 제한적인 수명을 가지는 단점을 가지고 있다.

본 연구에서 개발된 필터는 휘발성 유기화합물에 대한 우수한 흡착성능 뿐 아니라, 광분해를 통해 흡착물질의 제거가 가능하여, 장기 사용시 흡착 및 제거 성능이 우수하고, 필터 사용 수명이 획기적으로 개선될 수 있는 장점을 가지고 있다.

또한, 금속 폼을 필터의 지지체로 사용함으로써, 낮은 차압으로 작동이 가능하여, 휘발성 유기화합물의 흡착 및 제거시 전력소모가 낮은 특징을 가지고 있다.

임시형 교수 연구팀은 필터 소재의 제작 및 성능평가 뿐만 아니라, 다종의 기체상 화학물질을 흡착/분리 할 수 있는 마이크로 가스 전농축기, 마이크로 가스크로마토그래피 소자, 마이크로 가스센싱 소자 등의 소자기술 개발과 이를 통합하여 저농도 복합 기체상 화학물질을 정량/정성 분석할 수 있는 초소형 센싱 및 모니터링 플랫폼을 개발하고, 이를 안전, 환경 및 의료 등의 응용분야에 적용하는 연구를 활발히 수행하고 있다.

본 연구는 국제 학술지 Chemical Engineering Journal (Impact Factor: 13.273)에 “A recyclable indoor air filter system based on a photocatalytic metal–organic framework for the removal of harmful volatile organic compounds”라는 제목으로 지난 10월 온라인 게재하였으며, Chemical Engineering Journal 는 Journal Citation Report Rank기준 상위 2.7%에 해당하며, 환경 공학 분야의 권위있는 국제학술지이다.