Update2024.05.18 (토)
공기중 음이온 검출 센서 기술
■ 기술의 개요
공기의 비타민이라 불리는 음이온은 인체의 노화방지, 혈액정화작용, 면역력 증강, 기억력 및 집중력 개선 등에 뛰어난 효과가 있으며, 각종 유해바이러스 제거와 탈취에도 효과가 있고, 각종 유해가스, 자동차 배기등 대기오염을 정화하는 역할을 하는 것으로 알려져 있어 음이온발생기는 공기청정기, 조명기구, 에어컨, 차량 등에 설치되고 있는 등 음이온 관련 시장이 매우 커지고 있다.
공기중 음이온을 측정하는 방법은 평행판 전극에 고전압을 인가하여 그 사이를 통과하는 공기의 흐름을 이용하며, 이온 입자의 경우 정전기력에 의해 전극에 축적되므로 이로 인한 전압차이를 증폭하여 측정하며 공기의 유속으로 환산하여 cc당 이온의 개수를 세는데, 장비의 가격이 비싸고 부피가 커서 음이온발생기가 실제로 음이온을 발생시키고 있는지의 여부를 나타내거나 사용중 성능저하정도를 표현하기 위한 음이온검출센서로 적용하기 어렵다.
공기중 음이온 검출기는 세계 최초로 반도체 전계효과트랜지스터(FET) 센서를 이용하여 양산가능한 초소형 저가 센서로 구현한 것이며, 음이온발생기에 함께 탑재하여 음이온의 발생 여부를 지시해주는 인디케이터 구현에 적용할 수 있고(정성 분석 센서), 소형기기형태로 정량분석이 가능한 저가격의 공기중 음이온 검출기로 활용할 수 있다.
■ 기술의 현황
상용화된 음이온측정기는 접촉식과 흡입식이 있는데, 소량의 방사선을 감지하거나 공기 유속과 정전기력을 이용하여 cc당 음이온을 카운팅하는 것이 일반적이며 정확성이 낮은 기기들도 10만원대를 호가하며 정확성이 높은 분석 기기들은 100만원대의 고가 휴대형 장비 형태다.
음이온발생기에 적용할 수 있는 반도체 센서 방식의 저가 음이온검출기는 아직 발표된 사례가 없는 새로운 기술임. 본 음이온검출기 기술은 반도체 전계효과트랜지스터를 이용하여 구현한 것으로 간단하게는 공기중 음이온량을 3~4 레벨로 정성판단해 줄 수 있는 형태로 구현할 수 있으며, 결과값 보정과 분석등의 연구를 통해 보다 정확하게 구현하면 정량분석 가능한 음이온검출기로 제작 가능하다.
○ 기술 구현수준 : Test
■ 기술의 장점 (경쟁기술과의 차별성)
기존의 음이온검출기는 휴대형이긴 하지만 전문 계측기 형태에로만 국한되어 있어서 고가이며 응용가능한 시장이 매우 제한적이었다.
KETI의 반도체 FET 센서 방식의 음이온 검출기는 센서를 반도체칩으로 제작하기 때문에 센서의 단가를 반도체 칩 가격으로 맞출 수 있을 뿐만 아니라 양산 가능함. 따라서 별도의 계측기 형태의 구현뿐만 아니라 음이온발생기와 함께 탑재하여 음이온 발생량을 알려주거나 음이온발생기 전극의 청소주기를 알려주는 데 필요한 센서나 기기로 구현할 수 있어서 음이온검출기 시장 확대에 기여할 수 있는 기술이다.
■ 활용범위 및 응용분야
공기중 음이온검출기 센서와 음이온검출 계측기로 구현
음이온발생장치(공기청정기, 에어콘, 차량용 음이온발생기, 음이온발생조명 등)의 음이온발생량을 감지하는 센서로 적용할 수 있다.
다변화되고 다양화되고 있는 음이온발생장치의 성능을 평가하거나 기능을 개선하고 소비자의 신뢰를 줄 수 있는 형태의 부가기능 구현에 적용가능 하다.
■ 시장동향 및 전망
○ 음이온 시장의 규모를 예측하기 위해 전세계 공기청정기 시장규모를 통해 살펴보면 2011년 기준 1,300~1,500만대 수준으로 10억달러 규모다.
○ 대기환경 오염으로 인해 공기청정기와 음이온 관련 시장이 연평균 4~5% 성장하고 있는 것으로 전망되며 음이온 관련 제품 시장도 다변화되고 관련 기업도 증가하고 있는 추세에 있다.
○ 기존의 음이온카운터의 한계를 극복한 새로운 음이온검출기가 출현하면 음이온검출기 시장은 공기청정기와 음이온발생기 시장 성장과 함께 큰 규모의 시장을 형성할 수 있을 것으로 기대된다.
■ 지식재산권 현황 및 기술이전 내용
