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직류 플라즈마 용사: 진단과 공정 시뮬레이션

전문가 제언: ○ 배출가스에 고압의 전기방전을 발생시키면 방전에 의해 발생한 전자가 배출가스의 분자와 충돌하여 가스분자의 외각 전자상태가 변화를 일으킨다. 그러므로 화학반응성이 좋은 OH, COOH, CHO 등의 라디칼이나 여기분자, 이온 등은 양이나 음으로 하전 되어 전기적으로 중성상태인 플라스마로 변한다.

○ 플라스마 중에는 전자, 이온, 분자의 온도 모두가 높은 고온 플라스마가 있고, 전자의 온도만 높은 저온 플라스마가 있다. 고온의 열 플라스마는 고온을 얻을 수 있기 때문에 물질을 용융하는데 이용되고 있다. 또한 저온 플라스마는 전자의 온도만 높기 때문에 고온을 사용할 수 없는 재료나 물질에 활용하기에 적당하다.

○ 저온 플라스마에서는 가스 온도가 해당 배출가스의 온도가 된다. 저온 플라스마 발생 장치는 장치가 간단하고 또한 다양한 화학반응을 유도할 수 있어 유해가스 분해 처리에도 효과적으로 이용할 수 있다. 대기압에서 저온 플라스마를 발생하는 방법으로는 전극에 펄스전원, 직류전원 또는 교류전원 등의 고전압을 인가시켜 코로나 방전을 일으킴으로써 얻을 수 있다.

○ 선진국에서는 저온 플라스마를 이용하여 발전소나 자동차 등의 유해물질 배출근원을 대상으로 해서 유해물질 처리 기술로 다양하게 활용하고 있다. 우리나라에서도 한국기계연구원 등의 출연연구소나 대학의 실험실에서 플라스마 장치를 이용한 자동차 배출가스 정화용 등을 개발하고 있다.

○ 또한 우리나라의 일부 기업에서도 과거부터 배출가스 중 NOx, SOx 및 먼지를 동시에 처리하는데 플라스마 장치를 활용하고 있는 것으로 발표되고 있다. 향후에도 플라스마에 대한 연구가 꾸준하게 진행되어 그 활용도가 더욱 높아지기를 기대하는 바이다.

저자: Vardelle, A; Fauchais, P; Vardelle, M; Mariaux, G
자료유형: 학술정보