▲ [사진 = (주)에이피씨테크]

 정부가 11월부터 단계적 일상회복을 추진하며, 약 2년간 걸어두었던 방역의 빗장을 풀고 있다. 이른바 ‘방역의 시대’를 끝내기로 결정한 것이다. 그동안 강한 방역정책과 재난지원금 살포로 인해 금리는 상승에 역대 최고의 물가상승률을 찍고 있으며, 소비는 축소되었다. 일상회복은 6주 간격으로 11월 1일 1단계, 12월 13일 2단계, 내년 1월 24일 3단계 개편으로 진행된다. 3단계가 시행되면 시설운영과 행사, 사적모임 등의 모든 제한이 완전히 사라지게 된다. 국민들은 이번 정부 조치에 한껏 기대를 키우고 있지만, 위드코로나는 어쩔 수 없이 시행하는 조치에 가깝다. 정부의 발표를 정리하면 방역과 일상의 공존으로 해석된다. 아마도 방역과 경제 회복을 사이에 두고 아슬아슬한 줄다리기를 이어나가게 될 것이다. 실제로 싱가포르는 아시아 최초로 위드코로나 전략을 추진했지만, 일일 확진자가 4000명 가까이 치솟으며 비상이 걸린 상태다. 전문가들은 “우리나라가 이와 같은 상황을 피하기 위해서는 ‘스스로 알아서 잘 방역하는 철저한 생활방역’이 절대적으로 필요하다. 특히 사적모임이 완화되면서 발생할 수 있는 집단 확진을 가장 조심해야 할 것이다”고 입을 모으고 있다. 이런 가운데 ‘㈜에이피씨테크(APC Tech, 대표 김승진)’에서 축광성 광촉매를 활용하여 확실한 공간 및 생활 방역 제품을 개발해내며, 관계자들의 폭발적인 주목을 받고 있다.

세계에서 유일하게 축광성 광촉매 개발 및 실제 상용화에 성공하다

강한 유기물 산화분해 능력으로 각종 유해물질을 무해물질로 변환하는 광촉매

㈜에이피씨테크는 축광성 광촉매 개발 및 실제 상용화에 성공한 세계 유일의 기업이다. 1960년대 말 일본 도교공대의 혼다교수가 발견한 광촉매(光觸媒, photocatalyst)는 빛을 받아들여 광촉매 산화 화학반응을 촉진시키는 물질을 말한다. 이러한 반응을 광화학 반응이라고 하는데, 대부분의 금속 물질이 산화를 일으키지만, 이산화티타늄(TiO2)과 산화아연(ZnO)이 산업용으로 실용화가 가능한 대표적인 광촉매 물질이다. 광촉매는 유기물 산화분해능력으로 각종 유해물질을 무해물질로 변환하는 기능이 있다. 이는 공기 중에 있는 각종 바이러스와 박테리아를 분해 제거하며, 미세먼지와 휘발성 유기화합물을 분해하여 무해한 성분으로 변환시킨다는 의미다. 광촉매가 자외선과 반응하면 전자가 나와서 정공(Hole)을 생성하게 되는데, 전자는 공기 중의 산소와 반응하여 슈퍼옥사이드를 생성한다. 또한 전공은 공기에 있는 수분과 반응하여 OH라디컬을 생성하는데, 생성된 OH라디컬과 슈퍼옥사이드의 강한 유기물 산화분해 능력으로 각종 유해물질을 질소(N2)와 물(H2O)과 같은 무해 물질로 변환시키게 된다. ㈜에이피씨테크 김승진 대표는 “태양광 자외선에 촉매반응을 일으키는 물질인 광촉매는 식물의 광합성 작용 원리와 유사하다. 공기 중의 유해한 물질과 반응하여 무해한 물질로 바꾸어준다. 일반적으로 광촉매는 태양광 자외선과 동일한 UV램프의 빛을 에너지원을 이용해 공기 중에 있는 바이러스, 박테리아, 미세먼지와 같은 오염물질, 악취 등을 산화 분해시킨다”고 설명했다.

‘측광성 광촉매’, 차세대 공기청정기의 핵심 물질로 각광 받다

이처럼 인체에 무해하면서도 공기 중에 바이러스나 미세먼지를 완벽하게 제거하는데 탁월한 효과가 있는 광촉매 기술은 차세대 공기청정기의 핵심 물질로 각광을 받고 있다. 하지만 일반적인 광촉매는 빛이(자외선) 있어야만 화학반응을 일으킬 수 있다는 치명적인 단점이 있다. 그런데 ㈜에이피씨테크에서 상용화에 성공한 축광성 광촉매는 스스로 빛을 머금으면서 발산하는 성질이 있어서, 광원이 없어진 상태에서도 장시간 화학적반응을 일으키는 혁신적인 광촉매 기술이다. 여기에 자외선뿐만 아니라 가시광선에서도 작동하며, 심지어는 형광등과 촛불에도 발광하는 특징이 있다. 김 대표는 “축광성 광촉매는 기존 광촉매보다 두 배 이상 뛰어난 공기정화 및 살균효과를 가지고 있으 며, 원천기술 축광성 광촉매를 활용해 실제 제품화에 성공한 것은 세계에서 당사 ㈜에이피씨테크가 유일하다”고 언급했다.

‘에어닥터(Air Doctor)’ 두 배 이상 뛰어난 공기정화 능력, 빛이 없는 곳에서도 작동해

코로나19를 비롯한 각종 바이러스와 박테리아 99% 박멸

㈜에이피씨테크에서는 이와 같은 ‘축광성 광촉매’를 최초 개발한 서울시립대 신소재공학과 김정식 교수로부터 특허를 이전받아 상용화를 위한 연구에 매진한 결과, 혁신적인 성능의 공기청정기를 개발했다. 이곳의 축광성 광촉매는 한국화학연구원에서 진행한 실험에서 인플루엔자(A 바이러스,) F-코로바이러스(Feline coronavi rus, 고양이 코로나바이러스), 리노 바이러스 제거 효과가 확인 되었으며, 한국건설 생활환경연구원에서 실험결과 각종 유기화합물과, 곰팡이포자와 황색포도상구균을 포함한 다양한 박테리아를 99% 제거하는 결과를 보였으며, 질병제어연구소의 코로나19 바이러스에 대한 실험 결과에서는 1분에 98.2%의 코로나19 바이러스를 제거하는 엄청난 결과가 나왔다. 또한 한국산업기술시험원에서 실험한 결과에 따르면 실내에서 에어닥터를 30분간 작동한 결과 공기 중에 존재하는 실험체 부유바이러스의 99%를 잡아냈다.

1급 발암물질인 미세먼지, 우리나라의 미세먼지 농도 선진국의 3배에 육박해

공기청정기에 활용되는 살균 방식은 크게 ‘전기적 방식’, ‘필터 방식’, ‘금속산화물 방식’ 3가지로 나눌 수 있다. 첫 번째 방식은 전기적 방식은 오존(O3)을 발생시킨다는 치명적인 단점이 있다. 지구의 성층권에 존재하는 오존은 태양의 강력한 자외선을 막는 보호막 역할을 하지만 지구 지표면에 있는 머무르는 오존은 강력한 산화력이 있기 때문에 일정 기준이상 높아질 경우 호흡기나 눈을 자극하고, 폐기능 저하와 호흡기 질환을 가져오는 등 인체에 피해를 주기도 하며, 식물 성장의 저하를 불 러온다.

카본필터, 헤파 필터, 정전기 필터 등의 필터를 사용하는 필터 방식의 공기청정기는 휘발성유기화합물(VOC)을 제거할 수 없고, 사용시간이 지남에 따라서 필터의 성능이 급격하게 줄어드는 단점이 있다. 악취제거를 위한 카본 필터 같은 경우 15일에 한 번씩 필터를 교체해야 하고, 헤파 필터 같은 경우는 2개월 주기로 교체해야 한다. 또한 이와 같은 필터에는 박테리아나 미세먼지를 박멸하는 기능이 전혀 없다. 헤파 필터도 지름 2.5μm이하의 초미세먼지나 0.1㎛ 이하의 나노 미세먼지는 거를 수가 없다.

자동차 매연, 화력발전소 등에서 나오는 질소산화물, 황산화산화물 등이 공기 중의 수분과 만나서 알갱이로 만들어지는 미세먼지는 1급 발암물질이다. 호흡을 통해 신체로 들어온 미세먼지가 혈관을 통해 모든 장기로 번지는데 불과 5분이 걸리지 않는데, 동맥경화를 촉진하는 염증 반응 증가, 심장혈관계 손상, DNA 손상, 신경조직 흡착에 의한 뇌 또는 말초신경계 손상, 심근경색 등의 병을 유발한다. 대기오염이 극심한 인도 델리의 경우 차량에서 배출된 나노미세먼지로 인해 2010년 한 해 동안 인구 100만명당 1900명이 사망한다는 연구 결과도 있다. 중국과 인접하고 자체적으로도 미세먼지를 많이 유발하는 우리나라는 미세먼지 농도가 유럽, 미국, 일본 등 선진국보다 2~3배 높으며, 최소 한 세대 이내에는 미세먼지로부터 절대 자유로울 수 없을 것이다.

미세먼지 완벽하게 분해, 물이나 이산화탄소 같은 자연 무해물질로 만들다

시간이 지나도 성능의 저하 없이, 반영구적으로 사용 가능해

축광성 광촉매 방식의 공기청정기 에어닥터는 휘발성 유기화합물을 완벽하게 제거 하고, 미세먼지도 크기에 상관없이 모두 분해하여 제거한다. 또한 악취를 없애는 탈취효과도 뛰어나며, 알러지성 질환이나 비염, 아토피 등의 질환을 개선하는 효과도 기대할 수 있다. 여기에 오존발생과 같은 부작용도 전혀 없는 친환경 공기청정 솔루션으로, 한번 설치하면 필터 교체 등의 번거로움과 성능의 저하 없이 반영구적 사용할 수 있는 장점도 있다. 김 대표는 “당사의 축광성 광촉매를 탑재한 에어닥터 는 면역력이 약한 아이들의 방, 거실, 주방과 같은 주거시설에서 공기정화와 악취 제거 등의 효과를 볼 수 있으며, 미용실, 병원, 택시, 사무실, 다중이용시설은 물론 아이들이 모여 있는 학교나 학원 등에서 활용될 경우 그 효과를 더욱 극대화할 수 있다”고 언급했다. 에어닥터는 현재 조달청 혁신 시제품으로 선정되어 있고, 광역 시 모 구청에 120대 가량이 시범 설치되어 있으며, 대전도시철도공사, 국립현대미 술관 등 여러 공공기관에도 설치되어 있다. 얼마 전 에어닥터 제품이 설치된 구청 내에서 코로나19 확진자가 발생하고, 몇일 간 근무했지만 추가 확진자가 한명도 안 나왔을 정도로 탁월한 효과를 보였다.

새집증후군 예방에도 탁월한 효과, 축사와 같은 열악한 환경에서도 큰 효과 거둘 수 있어

공기 질에 대한 중요성 점점 커져, 축광성 광촉매가 공기 질 개선을 위한 최고의 솔루션

이처럼 탁월한 정화효과가 있는 축광성 광촉매는 다양한 분야에서 활용할 수 있다. 집 내부에 광촉매를 코팅하면 포름알데히드, 벤젠과 같은 새집증후군을 유발하는 유기화합물질을 분해할 수 있으며, 축사와 같은 악취를 유발하는 곳에 설치해도 큰 효과를 볼 수 있다. 실제로 공주시에 위치한 한 축사에 시범 설치하여 자체 테스트를 한 결과, 암모니아 수치가 46ppm에서 하루만에 32ppm으로 감소했다. 김 대표는 “포름알데히드와 벤젠, 초산, 아세탈과 같은 휘발성 유기화합물질에 슈퍼옥사이드와 OH라디컬이 달라붙어서 화학분해를 일으켜 물과 이산화탄소로 만든다. 축사 같은 곳에서는 공기오염이 심해 필터 제품은 절대 사용할 수 없고 오존을 발생하는 전자식 살균기도 사용할 수 없다. 결국 금속산화물을 이용한 공기청정방식 외에는 답이 없다”고 언급했다.

일본에서는 산화아연을 액화해서 병원복 등에 사용을 하는 등 다양한 곳에 광촉매를 활용하고 있다. ㈜에이피씨테크에서는 개인용 공기정화기 ‘에어텀블러’를 출시했으며, 산화아연을 액화시켜 코팅지제와 2차전지의 음극제로 활용하는 등의 다양한 활용방안을 연구 중이다. 실제로 서울시에서는 양재동 8차선 도로에 광촉매 코팅제를 덮어서 큰 효과를 보았으며, SH서울주택도시공사에서는 노원과 수서에서는 광촉매 페인트로 아파트 벽면을 코팅했더니, 나무 100그루를 심은 것보다 뛰어난 공기 정화 효과를 보였다는 결과도 있었다. ㈜아이피씨테크는 그동안의 연구개발에 대한 공적을 인정받으며, ‘디지털이노베이션’ 대상, ‘충주 모범상공인’ 수상, ‘충북 중소기업인상’ 등을 받았으며, 작년부터 사업비 100여억 원을 들여 충주시에 공장을 증설하였다.

김승진 대표는 마지막으로 “2014년에 설립된 에이피씨테크는 산업설비 제어시스템을 주력으로 성장했다. 현장 제어장치 부식 문제를 고민하다 광촉매 활용에 관심을 기울였고, 그 탁월한 효과에 주목하여 소재 개발·생산에 주력해 왔다. 이후 국민건강 증진을 위해 축광성 광촉매를 활용해 성능이 탁월한 청정 살균기 제품을 출시하였으며, 향후 다양한 생활환경 및 건설 분야 소재로도 제품을 출시할 예정이다. 앞으로 공기 질에 대한 중요성은 점점 커질 것이다. 그리고 그 해결책으로 가장 좋은 것이 바로 축광성 광촉매다. 당사는 핵심 기술을 더욱 개발하여 성장시키고, 2023년 IPO를 목표로 하고 있다”고 언급했다.