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대기압 플라즈마 기술
분야
광운대학교
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대기압 플라즈마 기술

보유기관 및 연구자 : 광운대학교 최은하 교수

개발상태
9/9

기술완성도

TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
특허정보

기술 개요 및 기존 문제점

ㆍ 기술 개요

대기압 상온에서 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마에 생성된 반응 활성종, 전자, 자외선 등을 이용하여 바이러스 및 세균 등을 살균 소독하고 오염물질을 제거하는 기술임.

 

ㆍ 기존 문제점

필터를 이용한 공기 청정기 및 수처리 필터는  초미세입자의 제거가 어렵고 필터에 세균 번식의 위험이 있으며 주기적으로 필터를 교환해야 하는 번거로움이 있었음. 또한, 기존의 플라즈마 살균 장치는 오존 발생의 문제로부터 자유롭지 못하였음. 

기술의 특장점

2.jpg

ㆍ 대기압 플라즈마 활성종 발생장치

플라즈마에 의해 발생되는 활성산소종 및 질소종의 발생 효율을 높이고 휴대성, 전기적 안정성, 열적 안정성을 모두 구비한 플라즈마 소스를 제공할 수 있음.


 


3.jpg

ㆍ 입자 대전용 전극을 구비한 공기청정기

플라즈마 발생용 전극과 전기장 형성 및 입자 대전용 전극을 구비한 플라즈마 발생장치를 기존의 필터용 공기청정기에 접목됨. 대전된 초미세먼지가 정전기력 으로 서로 뭉쳐 입자 크기가 증가되어 헤파 필터에 의해 포집됨.


4.jpg

ㆍ 플라즈마 자외선 램프 사용 공기청정기

대기압 플라즈마 소스와 플라즈마 자외선 램프를 마주보고 배치함

대기압 플라즈마 소스에서 방전된 플라즈마 활성종들에 의해 공기 살균 및 유해물질 분해 처리되고, 자외선 램프에 의해 활성종에 포함된 오존이 제거됨.



기술 구성

ㆍ 대기압 플라즈마를 이용한 활성종 발생장치(특허1)

- 대면적 플라즈마 소스를 제공하여 광범위한 살균, 세정, 정화 작용을 할 수 있으며, 이를 위해 판상 전극/절연체판/메쉬 전극으로 된 플라즈마 소스를 구성함

- 플라즈마 소스를 필요에 따라 마개 부분에 튜브를 꽂거나 버블러를 연결하여 원하는 챔버나 수조에 튜브나 버블러를 접속시켜 활성종을 공급할 수 있음

- 원하는 수준의 활성종 발생을 만족시키기 위해 플라즈마 방전 시 동작 전압/전류를 조절하여 원하는 용도에 따라 방전량 내지는 활성종의 종류별 양적 제어가 가능함


 

 

ㆍ 입자 대전 플라즈마 발생장치를 이용한 미세먼저 제거기(특허2)

- 미세먼지 및 초미세먼지 입자들이 대전되어 뭉쳐져 상당한 크기로 성장하면 헤파 필터에 의해 충분히 걸려지며, 그 결과 수십 nm 크기의 초미세먼지도 필터링이 가능함 

- 2개의 마주보는 플라즈마 소스의 사이에서 플라즈마 방전 및 전기장 형성에 따른 입자 대전이 모두 발생되도록 설계하여 장치 내부로 유입된 공기 중의 미세먼지를 대전시켜 서로 뭉치게 함으로써 헤파 필터에 의해 걸러지도록 함


 

 

ㆍ 대기압 러닝 플라즈마 발생장치를 이용한 공기청정기(특허3)

- 대기압 플라즈마 소스와 플라즈마 자외선 램프를 마주 배치하여 대기압 플라즈마 소스에서 방전된 플라즈마 및 활성종들에 의하여 공기를 살균 소독 및 유해물질 분해처리하고, 마주 배치된 플라즈마 자외선 램프에 의해 활성종에 포함된 오존을 제거하여 공기정화작용을 하는 공기청정기를 제공함

- 대기압 플라즈마 발생장치와 마주 배치되는 플라즈마 자외선 램프의 구조 설계에 특징이 있음


적용 분야

5.jpg

        ㆍ 플라즈마 살균기                              플라즈마 공기 청정기                                 플라즈마 의료기기
 
ㆍ 플라즈마에 의해 생성되는 각종 활성종(활성산소종, 활성질소종 등)은 상용화된 자외선 살균기보다 1000배 이상의 높은 살균력이 입증되었는 바, 오존 저감 등의 문제를 해결한 본기술은 다양한 분야에서 활용 가능할 것으로 기대됨 


 

관련 특허권

1. 대기압 플라즈마를 이용한 활성종 발생장치 (등록번호 : 10-1873106) 

 

2. 입자를 대전시킬 수 있는 플라즈마 발생장치를 이용한 미세먼지 제거기 (등록번호: 10-1942658)

 

3. 다중평행 모세관 유전장벽방전 플라즈마 발생 장치를 이용한 수 처리 시스템 (등록번호 : 10-1982406)

 

4. 실린더형 대기압 표면방전 발생장치 (등록번호 : 10-2034342)

 

5. 대기압 러닝 플라즈마 발생장치를 이용한 공기청정기 (등록번호: 10-2005618)

동영상 자료