KRICT 한국화학연구원

□ 한국화학연구원과 (주)에이올코리아가 공동으로 전기 사용을 최소화하는 ‘제습냉방기’와 ‘건조 공기 시스템’의 사업화를 추진하기로 했다.

 ○ 한국화학연구원(원장 이미혜)은 제습냉방 및 건조공기 기술의 핵심인 ‘MOF 제습제’ 관련 기술을 (주)에이올코리아에 이전하는 기술이전 협약식을 4월 8일(수) 대전 유성구 한국화학연구원에서 열었다.

 ○ 이날 행사에는 한국화학연구원 이미혜 원장, 황영규 화학공정연구본부장, 박용기 CCP융합연구단장, 장종산 CCP융합연구단 올레핀연구팀장, 이우황 책임연구원, (주)에이올코리아 백재현 대표이사, 홍오성 전무이사, 남형일 상무이사, 김태수 상무이사 등 10여 명이 참석했다.

 ○ 이번 기술이전의 핵심은 MOF* 제습제이다. MOF 제습제는 나노 크기의 미세한 구멍이 수없이 난 수분 흡착제이다. 마치 혈액을 순환시키는 심장처럼 공기 중 수분을 흡수하고 내뱉고 재생되는 특성을 통해 아주 약간의 전기만으로 ‘제습·냉방기’와 ‘건조 공기 제조 시스템’을 가동될 수 있게 한다.
    *MOF(Metal-Organic Framework): 금속 양이온과 유기카르복시산 음이온이 배위결합에 의해   형성된 금속-유기골격 하이브리드 나노세공체

□ 실외기에 의해 가동되는 일반적인 전기 에어컨은 하절기 피크 전력 문제는 물론, 도심 열섬화의 주범으로 알려져 있다. 또 실내 냉방을 위해 공기 중 잠열이 높은 수분을 먼저 없애고, 실내를 냉각하는 탓에 실내 체감온도는 추워지고 20~30%의 전기를 추가로 써야 한다.

 ○ 하지만 초절전 제습·냉방기는 ‘실외기 없는 에어컨’으로, MOF 제습제를 이용해 공기 중 수분을 없애고, 쓰다 남은 70℃ 이하의 폐열을 이용해 수분을 머금은 제습제를 건조·재생시키기 때문에 전기 사용을 최소화할 수 있다. 기존 상업용 제습제(실리카겔, 제올라이트, 활성 알루미나)는 적어도 100~200℃ 이상의 온도에서 건조·재생된다.

 ○ 또한 MOF 제습제는 기존 실리카겔 제습제 대비 전력소모량이 50% 이상 절감되면서 제습 성능은 55% 이상 향상된 특성을 나타낸다. 이에 차세대 에너지 절약형 제습·냉방기 시장에 진출할 수 있을 것으로 기대된다.

□ 건조 공기 제조 시스템, 일명 ‘에어 드라이어(Air Dryer)’는 조선 및 자동차산업을 비롯해 반도체와 스마트폰 등 첨단 전자산업현장에서 제품의 품질 유지를 위해 쓰이는 제습장치이다.

 ○ 에어 드라이어는 산업현장의 공기를 압축한 후, 압축된 수분을 제거해 건조한 공기를 만드는데, MOF 제습제는 압축된 공기의 수분 제거에 쓰인다. 기존 제습제는 180~220℃의 고온에서 재생되는데, MOF 제습제는 압축기의 폐열(120℃) 이하의 온도에서 재생되고 성능을 유지할 수 있어 전기 사용을 최소화할 수 있다.

 ○ 한국화학연구원 장종산 박사는 “화학연구원의 기술은 태양열과 저온 폐열을 이용할 수 있는 MOF 제습제 기술로 실외기가 필요 없는 냉방, 에어 드라이어의 건조공기 제조 등에 응용성을 갖고 있어서 온실가스 저감과 환경문제에 효과적으로 대응할 수 있다”면서 “화학연의 MOF 제습제를 적용해 에이올코리아가 개발 중인 제습냉방·건조공기 시스템의 상용화에 적극적으로 협력해 나가겠다”고 말했다.

 ○ 현재 국내에서는 실리카겔, 제올라이트, 알루미나 성분의 제습제가 쓰인다. 하지만 전량 일본, 스웨덴, 미국, 인도 등에서 수입하는 데다, 에너지사용량이 높기 때문에 혁신적 기술이 필요한 상황이다.

 ○ 한국화학연구원의 MOF 제습제 기술은 다수의 미국특허를 획득했고, 2019년 과학기술정보통신부 국가연구개발 우수성과 100선 및 2018년 정부출연연구원 우수성과 10선에 선정된 바 있다.

 ○ ㈜에이올코리아 백재현 대표는 “한국화학연구원의 MOF 제습제로 전량 수입 중인 수분 제습제의 국산 대체와 함께 다양한 사업의 전개 가능성을 확인했다”며 “차세대 제습냉방 및 건조 공기 제조 시스템에 적용해 국내 시장을 선도하고 빠른 미래에 해외시장에 진출을 기대한다”고 말했다.

□ (주)에이올코리아는 한국화학연구원의 MOF 제습 로터를 탑재한 주택 및 제로 에너지 빌딩용 복합환기시스템과 제습 냉방시스템을 개발했고, 2021년 상반기 사업화를 목표로 제품 생산을 준비하고 있다.

 ○ 이번 연구는 과학기술정보통신부 글로벌프런티어사업 하이브리드 인터페이스 기반 미래소재 연구단(단장: 김광호)과 국가과학기술연구회 CCP 융합연구단(단장: 박용기)의 지원을 받아 이뤄졌다.