철도연, 지하철에서 미세먼지 잡고 바이러스 막는 기능성 필터 개발

지하철 항균·항바이러스 성능 갖춘 복합 필터로 공기질 개선 기대

​

한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 사공명)은 미세먼지 포집 뿐만 아니라 미생물 번식을 방지하는 기능성 필터를 개발하였다. 개발된 필터는 지하철 객실과 지하역사 공기청정기 등에 설치할 수 있으며 미세먼지와 바이러스를 동시에 제거할 수 있다.

철도연이 개발한 필터의 미세먼지 집진효율은 입자 입경에 따라 98.4~99.9% 범위*로 나타났고, 대장균과 황색포도상구균의 항균 효율은 99.9% 이상**, 인플루엔자 A 바이러스는 99.895% 사멸***되었다.

* 차량 실내로 유입되는 공기를 정화하는 캐빈 에어 필터(Cabin Air Filter)의 입자상 물질 여과 성능을 평가하는 규격(DIN71460-1) 기준

** 항균성 시험(KS K 0693) 기준

*** 항바이러스 활성도 측정(ISO 18184) 기준

​

이번 연구성과는 지하철 객실 및 승강장 청정기 내 설치된 일반적인 기존 필터와 비교할 때, 미세먼지 포집 성능은 비슷하지만 세균·바이러스를 99% 이상 제거하는 것이 특징이다. 또한 항균·항바이러스 성능 부여를 위한 코팅에도 불구하고, 필터 압력손실이 필터 크기에 따라 17~56%로 감소하여 필터 성능은 더 향상된 것으로 확인되었다.

​

개발된 필터는 미세먼지를 효과적으로 제거하는 필터층과 이를 지지하는 보강층으로 구성되었으며, 보강층 표면에 기능성 물질을 코팅해 항균·항바이러스 기능을 더했다.

※ 기술특성 : 폴리프로필렌 소재의 멜트블로운에 폴리에스테르 소재의 지지체층을 합지하여 제작, 지지체층에 기능성 복합 물질의 단일 코팅을 거쳐 항균·항바이러스 성능 부여

​

연구실에서 개발한 기술이 시제품 실제 생산 공정에서도 유사한 성능을 보여 기능성 필터의 상용화 가능성을 높였다.

​

개발기술은 국가과학기술연구회(이하 NST, 이사장 김영식) 산하 철도연의 기본연구사업으로 수행되었다.

​

※ 관련 연구과제

- 과제명 : 철도산업 디지털 및 친환경 분야 핵심기술 개발

- 연구기간 : 2025. 1. 1 ~ 2025. 12. 31.

- 연구기관(연구책임자) : 한국철도기술연구원(이재영 책임연구원)

개발 필터의 객실 및 승강장용 청정기 적용 모습

지하역사 대합실 및 승강장용 공기청정기 적용 예시

미세먼지와 바이러스를 동시에 제거하는 기능성 필터는 지하철 객실 내부의 공기질 개선장치와 대합실 및 승강장의 공기청정기 내 미세먼지 필터를 대체하여 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

​

또한, 공기질 개선이 필요한 다중이용시설 등의 공기청정기 및 환기공조장치 등에도 확대 적용 가능하다.

​

고상원 철도연 책임연구원은 “승객 밀집도가 높은 지하철 및 지하역사의 미세먼지 여과와 함께 필터 내 미생물 번식을 억제하여 미생물의 재확산을 막을 수 있는 필터”로 “철도운영기관과 협력하여 현장검증을 완료한 이후 기술이전 및 상용화를 진행할 계획”이라고 말했다.

​

사공명 철도연 원장은 “국민이 매일 이용하는 지하철 및 지하역사공간 이동과정에서 국민의 건강을 보호하는 기술”이라며,“앞으로도 국민이 체감할 수 있는 사회현안을 해결하는 기술 개발에 최선을 다하겠다”고 전했다.

철도연