‘1분 단위로 공기질 데이터 수집’ IT기술로 미세먼지 줄인다

미세먼지가 사회적 재난 수준에 이르고 있다. 미세먼지를 막는 황사마스크는 ‘필수품’이 됐고, 분양 광고에서 공기청정기가 결합된 아파트가 부쩍 늘었다. 미세먼지 농도가 높은 날엔 외출을 자제하고 실내에서 보내는 시간이 늘었다.

미세먼지는 온라인쇼핑의 모습도 바꿔놨다. 시민들은 미세먼지를 피해 집 안으로 숨었다. 음식 서비스의 온라인 거래가 급증했고 공기청정기 등 오염방지 가전제품이 잘 팔렸다. 이에 따라 미세먼지를 줄이기 위해 정부는 물론 민간에서도 다양한 기술 개발에 나서고 있다.

◆미세먼지 문제 관심 커지자 측정기술 특허출원 급증

미세먼지가 국민적 관심사로 부상하면서 관련 특허출원도 크게 늘고 있다.

특허청은 지난해 국내에서 모두 129건의 미세먼지 측정기술 관련 특허가 출원된 것으로 나타났다고 최근 밝혔다. 지난해 특허출원 건수는 2009년(10건)과 비교해 13배 가까이 증가했다.

지난 10년 동안의 출원 현황을 살펴보면 2014년부터 미세먼지 측정기술 관련 특허출원이 급증하기 시작했다. 2013년 세계보건기구(WHO)에서 미세먼지를 1급 발암물질로 지정하고 국내에서 미세먼지 예보제가 시행된 시기와 맞물렸다.

관련 특허출원은 매년 10건 안팎에 머물며 2013년에도 13건에 그쳤지만, 2014년에는 39건으로 1년 새 3배 증가했다. 이후 2015년 49건, 2016년 90건, 2017년 96건 등으로 꾸준히 증가해 왔다.


작년 국내 관련 특허출원 129건
10년 전과 비교 13배 가까이 증가

KT, IoT·빅데이터 분석 활용
‘에어맵코리아’프로젝트 도입

차량용 자동 제거장치 연구개발
건축시설물 적용 필터망도 주목


단순 측정기술을 넘어 다른 분야나 제품에 측정기술을 접목한 응용기술의 특허출원이 꾸준히 늘고 있는 것도 눈에 띈다. 2013년 전체 13건 중 3건에 불과했던 측정·응용기술의 특허출원은 2014년 17건으로 늘어났고 이듬해 26건으로 전체 49건의 미세먼지 측정기술 관련 출원 중 절반 이상을 차지했다. 지난해에는 전체 출원 건수 129건 중 76건이 측정·응용기술에 관한 것이었다. 최근 공기청정기나 에어컨, 창문·공조 설비 제어 등에 미세먼지 측정기술이 활용되고, 온실관리와 옷보관 장치, 스마트마스크나 스마트가로등 등 다양한 분야로 기술 적용이 확대되고 있다는 분석이다.

특허출원된 미세먼지 측정기술 중에는 소형화에 관한 기술이나 개인이 출원한 기술들도 적지 않다. 미세먼지 문제에 관한 국민적 관심과 휴대용 미세먼지 측정기 시장 확대 등이 반영된 결과로 풀이된다.

최근 5년간 출원된 특허를 보면 소형화 관련 기술은 2014년 17건이 출원됐고, 2015년 이후에는 매년 20건 이상으로 늘어났다.

미세먼지 측정방식에 따라 출원된 특허를 분류해 보면 상대적으로 정확도가 떨어지지만 실시간 측정이나 소형화에 유리한 광산란 방식이 전체의 50% 이상을 차지한다.

지난해 출원된 특허 중에서는 개인 출원이 37건으로 중소기업(54건)에 이어 가장 많은 비중을 차지했다. 미세먼지를 사회재난에 포함하는 재난안전법 개정안이 국회에서 통과될 정도로 미세먼지에 대한 경각심이 커지고 국민의 관심과 우려 또한 증가하고 있는 것이다. 정부의 정책적 관심과 시장 확대에 따라 미세먼지 측정기술에 대한 특허출원이 지속적으로 증가하고, 의료나 바이오, 농식품, 가전 등 다양한 분야에 특화된 기술 출원도 늘어날 것으로 예상된다.

◆미세먼지 기술 개발 나선 국내 기업·연구기관

국내 기업들은 미세먼지 처리 소재와 공정개발 기술, 스크러버(집진기), ICT 기반 대기오염물질 관리 분야 등에 실제 적용을 위한 기술 확보에 나서고 있다.

KT는 ICT 기술을 미세먼지 저감에 활용하는 방법에 대해 고심하고 있다. KT는 2017년 ICT 인프라 개방과 사물인터넷(IoT), 빅데이터 분석 기술을 활용해 미세먼지 저감 정책을 지원하는 ‘에어맵코리아(Air Map Korea)’ 프로젝트를 시작했다.

에어맵 플랫폼은 1분 단위로 공기질 데이터를 수집·분석하는 개방형 사물인터넷(IoT) 플랫폼이다. 미세먼지, 초미세먼지, 온도, 습도, 소음 등 5가지 항목을 진단한다. KT는 사용자의 현재 위치뿐만 아니라 지역별로 미세먼지 수치를 비교할 수 있는 에어맵 코리아 앱을 개발해 무료 제공 중이다.

자동차 업계는 미세먼지의 원인으로 꼽히는 매연을 줄이기 위해 노력 중이다. 현대·기아차는 차량용 미세먼지 자동 제거장치 등에 대해 연구개발하고 있다.

LG하우시스는 건축 시설물에 적용되는 미세먼지 필터망에 대한 연구개발을 통해 2016~2017년에 관련 특허를 출원했다. 코웨이는 2014년 자사의 공기청정기에 적용 가능한 미세먼지 분류장치를 개발해 특허를 냈다.

현대엔지니어링과 그렉스전자는 대기업과 중소기업 간 연구협력을 통해 ‘실내 미세먼지 농도 저감을 위한 주방용 흡기 디퓨저 및 이를 이용한 주방환기 연동시스템’을 개발했다.

연구기관에서는 물질별 제거 반응 원인 규명, 소재 원천기술 및 소재와 공정 주요 핵심기술 분야에 집중하고 있다. 국가과학기술연구회가 지원하는 FEP융합연구단은 각종 연료의 연소 과정에서 발생하는 미세먼지의 발생과 배출을 억제하는 ‘초미세먼지 및 유발물질 제거기술’을 개발했다.

건국대는 미세먼지 저감을 위한 마스크, 포집시스템 등 다양한 앱의 특허를 출원했다. 충남대와 서울대는 미세먼지 차단장치 관련 특허를 공동으로 출원했다.

한국철도기술연구원은 지하 환경에서의 미세먼지 집진차량 등 관련 특허를 출원했다. 한국에너지기술연구원은 이산화탄소 포집 기술을 통해 미세먼지를 저감하는 기술을 개발했다.

해외에서도 미세먼지 감축을 시도하고 있다.

네덜란드는 정전기를 활용해 공기 중에 떠다니는 미세먼지를 빨아들여 시간당 3만㎥의 정화된 공기를 배출하는 ‘스모그 프리 타워’를 가동하고 있다. 중국은 초대형 공기정화탑 ‘추마이타’를 만들어 운영 중이다. 베를린, 파리, 오슬로 등 유럽 주요 도시에는 공기청정 역할을 하는 벤치가 설치됐다. 독일 ‘그린시티 솔루션’이 개발한 ‘시티 트리’는 뒤쪽에 미세먼지와 오존가스를 정화하는 이끼가 빼곡히 심긴 벽이 달렸다. 벤치 하나는 하루 125g의 미세먼지를 흡수하고 연 120t의 이산화탄소를 없애 나무 275그루의 몫을 한다. 태양광으로 24시간 물을 분사하고 공기감지센서에도 전력을 공급해 운영비도 거의 들지 않는다.

손선우기자 sunwoo@yeongnam.com

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