공기청정기의 원리는 무엇인가요?
요즘 미세먼지가 심해져서 삼성 공기청정기를 통크게 구매했어요. 매일 24시간씩 켜놓고있어서 공기가 맑아지는것 같은 느낌이 드는것 같은데, 공기를 빨아들여서 필터로 거르면 정말로 먼지가 걸러지는건가요? 원리도 매우 궁금해요!
미세먼지는 중량농도법과 광산란법을 사용하여 측정됩니다.
중량농도법은 공기를 필터에 통과시키고 그 필터에 미세먼지가 걸러졌을 때, 필터의 무게가 어떻게 변하는지 측정합니다. 미세먼지가 많을 수록 필터가 금방 무거워 집니다.
광산란법은 미세먼지가 통과하는 통로, 적외선 방출부, 적외선 검출부로 이루어져 있습니다. 방출부와 검출부는 서로 직선상에 위치하지 않아서, 평소에는 방출부에서 방출된 적외선이 검출부에서는 인식이 안됩니다. 미세먼지가 통로를 통과하게 되면 방출부에서 방출된 적외선이 미세먼지에 부딪혀 휘게 되고 검출부에서 검출됩니다.
보통 미세먼지 측정에는 광산란법이 많이 사용됩니다. 구조가 간단하고 사용이 쉽기 때문입니다.
공기청정기는 필터식, 대전식, 산화식이 있습니다.
1. 필터는 보통 HEPA 필터를 사용합니다.
(1) HEPA는 High Efficiency Particulate Air Filter를 의미
(2) 1940년대 맨해튼 프로젝트에서 방사성 오염 물질의 확산을 막기 위해 개발
(3) 0.3 µm 이상의 크기의 (공기를 통하는) 입자 중 99.97%를 제거하는 필터
(4) 0.3 µm 이하의 미세먼지는 전부 거를 수 있음, 하지만 필터를 자주 교체해야 함
(5) 대부분의 가정용 공기청정기가 사용하는 방식
2. 대전식은 전기 집진 방식과 음이온 방식이 있습니다.
1) 전기 집진 방식
(1) 금속판에 정전기나 전기를 이용하여 극성을 부여 공기 중의 오염물질을 흡착
(2) 금속판 사이를 통과한 무극성 오염물질도 정전기유도 혹은 이온화를 통해 금속판에 흡착
(3) 입자의 크기와 상관없이 정화가 가능하지만, 입자와 크기와 상관없이 통과되기도 함
(4) 공업용의 대형 공기청정기가 사용하는 방식
2) 음이온
(1) 전자를 방출하여 대기 중의 수증기나 공기, 오염물질을 대전시켜 서로 흡착, 무겁게 만들어 가라앉힘
(2) 화학물질의 경우 반응성이 증가하여 무해한 물질로 변화
(3) 음이온은 공기 중에 존재하는 시간이 짧아서, 정화 시간이 오래 걸림
(4) 휴대 가능한 소형 공기청정기에 사용하는 방식
3. 산화식은 광촉매를 사용합니다.
1) 광촉매
(1) 빛과 반응할 경우 슈퍼옥사이드 음이온(O2-)과 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical, 중성 OH)를 만드는 물질, 촉매이므로 물질은 변하지 않아 반영구적으로 사용 가능
(2) O2-와 OH는 강력한 산화물질로 오염물질을 산화시킴
(3) 미세먼지 보다는 화학물질 정화에 적합, 광촉매는 이론적으로 반영구적이지만 점점 반응성이 떨어져 교체가 필요함
(4) 소형 공기청정기에 사용하는 방식
참고
미세먼지 측정 원리 고찰 - 경희대학교
