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환경 에어로졸 모니터링을 위한 광학기반 비접촉 흡수 측정 장치 개발

 

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[개발 목적 및 필요성]
최근 온실 기체와 더불어 화석 연료의 불완전 연소에 의해 발생되는 탄소 에어로졸도 대기 중에서 태양에너지의 복사열에 관여하여 기후 변화를 유발한다는 견해가 제기되었다. 이에 따라 국내에서도 탄소 에어로졸을 측정하기 위한 연구가 수행되고 있지만, 기존의 에어로졸 광흡수 측정 장치는 필터를 이용한 접촉식 방식이기 때문에 인위적 왜곡이 있어 왔다. 따라서 접촉식 필터 방식의 인위적 왜곡을 최소화 하고 측정 민감도 향상을 위해 비접촉 방식의 신개념 광학 기반 흡수 측정 장치 개발이 필요하다.

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[연구개발결과]
◦ 편광 기반 간섭계 설계 완료 및 Prototype 제작 완료
◦ 광신호 측정 모듈 설계 및 제작을 통한 Prototype 구동 완료
◦ 흡수 측정 관련 기술 특허 출원 완료
◦ 연속 작동 24시간 이상 구현 가능 시스템 확보
: 블랙 카본 24시간 연속 생성 시스템 확보 및 가열박리기(Thermal Denuder) 설계완료
◦ 필드에서의 작동을 위한 최소 요구유량 설정 및 광흡수 측정 장치 개선을 완료
◦ 표준 흡수 에어로졸 확보 (디젤 입자, 나이그로신, BPSL)
◦ 온도 변화에 따른 흡수계수 영향과 유량 변화 실험 완료
◦ 다중흡수광도계와의 비교를 통한 본 연구 장비의 민감도 설정 및 필드 테스트 완료
◦ 관련 기술 이전 및 실용화를 위한 국제 특허 출원
◦ 파일럿 단계 지원 가능한 Photothermal Interferometry 매뉴얼 작성 완료
◦ 가열박리기 개선을 통한 이동오염원 정밀 측정 가능 실용화 기술 확보

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[활용계획]
본 연구의 결과물은 환경 모니터링에 대한 정밀 측정 모니터링의 대안으로 제시되어 현대 산업 현장에 보급되어 여러 오염 매체를 동시 정밀 측정에 활용될 예정이다. 또한 관련 논문 게재 및 지적 재산권 확보를 통해 기술 선진화를 달성하고 양산 가능 공정 조건을 확립하여 국내 대기 환경 연구 장비 개발 사업에 기여, 국가 경제력과 국내 일자리 창출에 이바지하고자 한다. 나아가 대기환경 연구와 기후변화의 정밀 연구에 영향력을 행사하여 국민들의 건강 주권 확립에 활용할 계획이다.

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