전열교환기나 공기조화기 후단 덕트라인에 설치해 미세먼지 제거뿐만 아니라 실내 공기중에 떠다니는 대장균, 폐렴균, 슈퍼박테리아균 등 세균까지 99.9% 살균정화는 장치가 선보여 화제다.

어썸레이(대표 김세훈, aweXome Ray)는 지난 3월 18일부터 21일까지 4일간 킨텍스에서 열린 ‘클린에어엑스포’에 극자외선인 EUV(extreme ultra-violet ray) 를 활용해 오염물질을 광이온화한 후 집진판에 흡착해서 공기를 살균정화하는 ‘스마트 공기살균 정화장치’를 선보였다.

이 장치는 전열교환기나 공기조화기 등 공조장치 후단에 부착하는 공기정화 장치로, 새 건물뿐만 아니라 기존의 건물에도 설치할 수 있으며, 미세먼지뿐만 아니라 세균 및 바이러스 제거까지 가능하다.

기존 공기정화 장비를 사용하여 미세먼지 및 세균, 바이러스를 제거하기 위해서는 미세먼지를 위한 필터와 살균을 위한 광원을 동시에 설치해야만 하지만, 어썸레이의 ‘공기살균 정화장치’는 하나로 모두 제거하는 것이 가능하다.

한국건설생활환경시험연구원으로부터 부유세균을 99.9% 제거하는 살균성능이 있다는 시험결과와 한국산업기술시험원으로부터 부유바이러스의 98.4%가 비활성화되는 시험결과도 받았다.

이 검증된 시험성적서를 토대로 환경부에서도 그린뉴딜 유망기업으로 선정돼서 올해는 경상남도 하동군과의 협업을 통해 이동식 모듈러 백신접종센터에 스마트 공기살균 정화장치를 도입하는 것을 시작으로 사업을 확장해 나갈 계획이다.

특히 필터가 아닌 집진판을 사용해 미세먼지 및 세균, 바이러스를 제거하기 때문에 차압이 걸리지 않아 기존 공조장치에 설치가 가능하다.

일반적으로 미세먼지와 같은 공기 오염물질의 포집을 위해 기존 공조장치에 헤파필터를 사용하는 경우에는 차압으로 인해 공기 공급이 원활하지 않고 진동과 소음을 유발해 건물 안전에 영향을 미칠 수도 있다.

또한 재사용이 가능한 집진판을 사용하므로 유지관리비용이 필터에 비해 저렴하다. 대형건물에 6개월마다 필터를 교체하는 기준으로 2년 내에 비용 우위 확보가 가능하다는 게 회사 측 설명이다.

오존이 발생하지 않는 것도 큰 장점이다. UV-C 및 플라즈마를 사용하는 살균 방식은 오존을 발생시켜 심각한 호흡기 질환을 일으킬 수 있지만, 어썸레이의 ‘스마트 공기살균 정화장치’는 오존을 발생시키지 않기 때문에 이러한 문제점을 해결할 수 있으며, 이는 실제 설치 현장(KOTRA 본사)에서 공인 인증기관(서울대 NICEM실내환경분석센터)의 현장평가를 통해 오존이 발생하지 않음을 확인했다.

무엇보다 주목해야 할 점은 포스트 코로나 시대에 건물 내 건강과 행복, 복지가 향상되면 건물 가치도 높아진다는 웰니스 밸류 애드와 그린 리모델링의 핵심 설비에 해당한다는 점이다.

클린에어엑스포에서 어썸레이 최홍수 이사(공학박사)를 만났다.

어썸레이(aweXome Ray)는?

어썸레이는 재료공학 박사인 김세훈 대표를 중심으로 나노소재를 전공한 5명의 서울대 박사와 20년 경력의 엑스레이 장비 제조분야 전문가 등 8명으로 2018년 7월 창업한 후 현재 직원이 26명으로 불어났다.

어썸레이는 CNT(탄소나노튜브) 기반 디지털 엑스레이튜브를 만들어 공기살균 정화장치를 개발한 스타트업이다. 일반 주거시설부터 사무공간, 산업용 및 특수분야의 공조장치에 설치해 실내공기질을 높여주는 ‘스마트 공기살균 정화장치’가 현재 주력 상품이다.

스마트 공기살균 정화장치의 공기살균 및 제거 원리는?

전세계적으로 실내의 공기질을 법으로 관리하는 나라는 우리나라를 포함해 일본, 대만 등 3개국 밖에 없다.

우리나라의 경우, 약 10년 전부터 미세먼지에 대한 관심도 높아졌고 실내 공기질을 개선할 수 있는 제품 등에 대한 소비자들의 니즈가 높아지고 있는 것을 관련 시장조사를 통해서 확인할 수 있었다.

건물 같은 경우, 해당 솔루션을 찾기 위해서 보통 고성능 필터를 공조기에 적용하는 방법을 리모델링 시 많이 시도한다. 하지만 차압으로 인해 진동이나 소음이 너무 심해지는 단점이 있다. 또 너무 포집률이 낮은 필터를 사용하면 오염물질의 제거효율이 부족하고 포집률이 높은 필터를 사용하면 오염물질은 제거할 수 있으나, 차압 때문에 소음이나 진동이 너무 심해져 어떤 경우에는 준공검사를 새로 받아야 하는 경우도 발생한다.

우리 제품은 필터를 사용하지 않아 차압이 걸리지 않는 공기살균 정화장치이다. 구체적으로 어썸레이가 보유하고 있는 가장 핵심기술은 극자외선 광원을 양산할 수 있는 기술이다. 공기살균 정화설비의 하전부에서 극자외선 광원을 이용하여 공기 중에 있는 미세먼지, 오염물질, 바이러스, 박테리아에 조사하게 되면 미세먼지나 오염물질 같은 경우에는 광이온화라는 작용을 통해서 이온화가 된다. 이때 생성된 이온이 플러스, 마이너스 전하를 띠게 되고 그것들이 집진부를 통과하면서 전기집진기하고 유사한 원리로 정전기력으로 이온화물질을 흡착하게 된다.

특히 바이러스 같은 경우는 표면에 스파이크라는 단백질이 있는데, 해당 단백질을 이용하여 세균이나 우리 몸에 있는 세포에 들러붙어 RNA나 DNA를 주입하고 이를 통해 바이러스를 복제함으로써 세균이나 세포들을 감염을 시키게 된다. 우리 제품은 그 스파이크 단백질의 구조를 바꾸거나 파괴할 수 있으며 이를 투과전자현미경을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 작용을 통해 바이러스 내부의 RNA나 DNA 자체에 아무런 손상이 없더라도 우리 몸에 들어왔을 때 바이러스가 세포에 들러붙지 못하게 작용한다. 그렇기 때문에 바이러스의 비활성화를 가져올 수 있다. 또한 내부에 있는 DNA와 RNA를 일부 손상시킴으로써 바이러스를 비활성화 하거나 박테리아를 제거한다.

기존 UV 살균과 차이점은?

UV-A, B는 직접 살균이 불가능해 가격이 높은 광촉매를 동반해야 하므로 필터와 같은 미디어가 무조건 있어야 한다. 그런 이유로 접근 가능한 비용으로 기존의 공조기에 추가하거나 적용하는 건 힘들다고 생각한다.

UV-C의 경우 직접적으로 254nm의 파장을 사용하면서 DNA, RNA 파괴를 일으키지만, 도달거리가 짧고 오존을 발생시키는 치명적 단점이 있다. 오픈 공간이면 상관이 없지만 밀폐된 공간은 오존이 누적되면 문제가 발생할 수 있다.

어썸레이 ‘공기살균 정화장치’는 하전부에 파장이 100nm 이하인 극자외선(이하 EUV)를 이용해 광이온화(photo-ionization)을 통해 오염물질을 이온화시킨 후 집진부에서 포집하기도 하고, 광원을 이용한 직접적인 파괴도 수행한다. 이 점은 투과전자현미경 실험결과를 통해 확인하고 있다.

또한 UV는 살균만 가능하지만, 우리 제품은 살균과 미세먼지 제거가 동시에 가능한 부분이 주요 차이점 중 하나다.

플라즈마 공기청정 원리와 비슷한 점도 있는데?

UV와 마찬가지로 플라즈마 역시 오존을 발생시키고 종류에 따라 사용하는 전력도 많은 차이가 난다. 미세먼지 제거는 물론 불가능하다. 몇몇 건설사에서 플라즈마 살균에 대해 특허 등으로 제시하기도 했지만 아직 사업화된 것이 없는 것으로 알고 있다.

EUV 가 반도체 제조공정 등 산업현장에서 쓰이고 있는 것으로 아는데, 해외사례는?

대한민국에서 10nm 이상 100nm 이하의 파장을 대기조건에서 측정할 수 있는 장비는 아직 없고, 세계적으로도 한두 곳에 불과하다. 그 이유는 해당 파장을 발생시키는 광원이 거의 없었기 때문이다.

반도체 공정에 쓰이는 경우는 기존의 광원을 다양한 미러와 슬릿으로 사용하지 않는 파장대의 빛을 제외하고 사용하므로 효율이 매우 떨어지고 크기가 클 수 밖에 없다.

어썸레이는 탄소나노튜브 섬유라는 새로운 소재기술를 기반으로 새롭게 구동되는 광원을 만들어 해당 영역대의 광원을 개발할 수 있었다. 이 기술은 에어솔루션뿐만 아니라 광원 자체도 아직 해외에서 적용한 사례는 보지 못했다.

KOTRA Swiss 무역관과 2곳의 해외기관에 납품을 논의 중에 있다. 또 태국 국영기업 한 곳과도 미팅을 진행 중이며, 미국과 싱가폴의 Market Entry Service를 통해 해당 지역 진출을 준비 중이다.

공조기나 전열교환기 등에도 다양한 공기정화 살균제거 장치가 적용되고 있는 것으로 아는데?

최근 공조기에도 여러가지 UV 살균이나 전해수 살균 등 여러 가지 공기 중 유해물질의 살균 및 제거장치가 도입되고 있다. 또 전열교환기에도 HEPA필터가 적용되고 있다.

이런 장치나 필터는 공조기나 전열교환기의 장치 내에 설치된다.

어썸레이 ‘공기살균 정화장치’는 공조기나 전열교환기 후단 급기(SA) 덕트 라인에 추가적으로 설치가 되므로 기존 기기와는 경쟁이 아닌, 시너지를 낼 수 있는 설비이다.

필터는 잘 아시겠지만, 설치 후 오염되기까지 한 달을 넘기기가 어렵고, 외기에 노출되기 때문에 수분이 높은 날이면 의 성능을 바로 잃게 된다. 공기청정기를 주방에서 사용하지 못하게 하는 것도 같은 이유라고 보면 된다.

공기 중 유해물질 제거가 큰 매리트지만 경제성 및 설치성도 무시할 수 없는데?

제품가격은 전열교환기용 300~500만원 정도, 공조기용 800~1000만원 정도이다. 가격을 생각하면 추가 비용이 들어가지만 전열교환기 업체들의 HEPA 필터 권장 교체주기인 6개월 기준으로 볼 때 2~3년 정도면 가격우위를 가질 수 있다. 특히 실제 필터의 사용수명(3개월 이내)을 생각한다면 그 기간을 훨씬 짧아지고, 무엇보다도 소독 및 방역 비용을 생각한다면 그 기간은 1년 이내라고 본다.

그런 이유로 코로나19 발생 이후 많은 곳에서 문의를 해오셨고, 실제 설치로 이어지고 있다. 올해2월에 자체 양산 라인 확보가 완료되었고 금년 하반기부터 본격적으로 양산 라인을 가동할 예정이며, 이를 통해서 빠르게 확대되는 고객 수요에 적극적으로 대응할 계획이다.

특허나 인증은?

제품 자체가 필터도 아니고 공기청정기도 아니므로 관련 인증은 받지 못한 상황이다. 그 부분을 올해 열심히 추진해보려 하고 있다.

특허는 현재 국내등록 11개, 해외등록 7개 확보했고, 여러 개의 관련 특허를 국내외에 출원한 상태이다.

제품라인업 및 공급현황은?

현재는 공조기용은 5000cmh(800*600*600), 전열교환기용(600*300*600) 2500cmh를 기본으로 생산 중이다. 무엇보다 모듈화 되어 있는 집진부를 추가 또는 제거할 수 있어 용량 증감이 자유롭다. 또 공조기용의 경우 병렬 설치도 가능하다. 현재 350~500cmh 정도를 처리할 수 있는 소형 전열교환기용 제품도 개발 중에 있다.

현재 서울 양재동 코트라(KOTRA) 본사를 시작으로, 여의도 오투타워, 종로 공유주거공간 등에 스마트 공기살균 정화설비를 설치했다. 또 최근에는 포스코 사내벤처기업 1호인 포스큐브와 손잡고 경남 하동군에 국내 첫 ‘이동형 모듈러 코로나19 백신 접종센터’에 공기 살균ㆍ정화시스템을 공급하기로 했다.