대기 오염 문제 해결을 위한 혁신적인 접근 방식으로 한국기계연구원 도시환경연구실이 자동차의 공기정화 기술에 크게 발전을 이룩했다. 미세먼지와 브레이크 마모 먼지를 효과적으로 제거하는 이러한 기술은 주행 중 자동차가 도로 주변의 대기 질을 개선할 수 있게 한다.

대전에 위치한 한국기계연구원에서는 기존 차량 구조를 최대한 활용하는 방식으로 공기정화 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 미세먼지(PM2.5)를 95% 이상, 더 큰 미세먼지(PM2.5-10)를 99% 이상 제거하는 높은 정화 성능을 자랑한다. 그럼에도 불구하고 차량 연비는 단 1% 이내로 변동되며, 주행 효율성을 저해하지 않는다.

이 기술의 핵심은 ▲차량 전면으로 유입되는 공기를 정화하는 그릴형 집진 장치 ▲브레이크 마모 먼지를 포집하는 캘리퍼형 집진 장치 ▲주차 중 공기정화를 위한 무선 전력 전송 기술이다. 그릴형 집진 장치는 유입된 공기에 전기적 힘을 가해 미세먼지를 붙여 제거하는 방식으로, 차량 주행 중 발생하는 자연스러운 풍력을 활용하여 별도의 고출력 송풍장치가 필요 없다. 주차 시 무선 전력이 기존 라디에이터 팬을 작동시켜 계속해서 공기정화를 이어갈 수 있다.

또한, 캘리퍼형 집진 장치는 자연스럽게 전기를 띠게 되는 브레이크 패드와 디스크의 마찰로 발생하는 먼지를 포집한다. 국제표준 자동차 시험 주행 방식인 WLTC 조건에서 한 차량이 1㎞를 주행할 때 약 22.2㎎의 브레이크 마모 먼지를 포집하며, 이는 약 450km 주행에 해당하는 약 10g로 환산된다.

실제 차량에 장착한 카니발과 쏘나타에서 성능 검증을 마치고 연구진은 그릴형 집진 장치가 시속 30㎞에서 PM2.5를 95% 이상, 미세먼지(PM2.5-10)를 99% 이상 제거하는 것을 확인했다. 시속 50㎞ 주행 시에도 동일한 수준의 성능을 유지했고, 차량은 시간당 약 1800㎥의 공기를 정화할 수 있었다.

이 연구는 차량의 기존 구조와 부풅을 최대한 활용하여 추가적인 구조 변경과 동력 사용을 최소화하는 방식으로 주목받고 있다. 미래에 예상되는 환경규제 강화, 예를 들어 EURO 7 등에 대응할 수 있는 기술로 평가받았다.

이러한 연구 결과는 국내는 물론 미국과 독일을 포함한 여러 나라의 학술지와 특허 출원에 반영되었다. 한방우 실장은 이 기술이 ‘자동차가 이동하면서 미세먼지를 정화하고, 브레이크 마모 먼지를 발생 지점에서 줄일 수 있다’는 점을 강조했다. 이건희 선임연구원은 실차 적용을 통해 성능 확인에 성공하였으며, 앞으로는 실도로의 성능과 장기 내구성 검증을 통해 기술의 고도화를 목표로 한다고 밝혔다. 이러한 혁신적인 연구는 자동차 산업뿐만 아니라 환경 보호에 크게 기여할 것으로 전망된다.