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2023년 12월 11일 (월) 22:14 판
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 세탁수 미세플라스틱 제거 필터 개발
영문 : Development of Microplastics Removal Filter for Washing Machine
과제 팀명
미세플라스틱 걸러조
지도교수
오희경 교수님
개발기간
2023년 9월 ~ 2023년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 환경공학부 2018890019 김완식(팀장)
서울시립대학교 환경공학부 20188900071 정영호
서울시립대학교 환경공학부 2020890002 강민경
서울시립대학교 환경공학부 2020890003 강영은
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
- Polyester, Nylon, Acryl 등의 합성 섬유의 세탁에 의한 미세플라스틱 발생.
- 세탁기 배수관에 필터를 부착하여 세탁 후 미세플라스틱을 제거.
- 필터의 기능적, 경제적 측면을 고려하여 Bio-char와 결합한 필터 Complex 개발.
- 시중 세탁기와의 결합성을 고려하여 호환 가능한 제품 개발
개발 과제의 배경
- 시중의 의류 소재 중 약 60%는 플라스틱 소재의 합성 섬유로 만들어짐
- 유럽화학물질청(ECHA) 중심의 미세플라스틱 배출을 막기 위한 표준, 규제 논의 등의 구체적인 수준의 논의 진행
- 프랑스의 2025년 1월부터 세탁기 미세플라스틱 필터 장착 의무화를 시작으로 세탁 시 발생하는 미세플라스틱 문제에 집중
- 대한민국의 경우 2017년 화장품 미세플라스틱 사용 금지 규제 이후 변화가 없지만 추후 세계적인 흐름에 따라 필터 부착의 필요성은 강화될 것으로 예측함.
개발 과제의 목표 및 내용
- 본 과제는 추후 개정될 미세플라스틱에 대한 규제를 대비하여 국내 세탁과정에서 배출되는 미세플라스틱의 제거를 위한 필터 복합체를 개발함을 목표로 함.
- 배수관에 결합할 수 있으며 교체 가능한 여과 필터부를 제작하여 Fiber형의 MPs 완전 제거 목표
- 필터 복합체의 친환경적 제작을 위해 폐자원인 biochar를 사용하여 bead형의 MPs 완전 제거 목표
- 여과 필터를 통해 입자크기가 큰 미세플라스틱을 사전에 제거하여 biochar 필터의 수명을 늘려 기존의 교체하지 않는 필터들과 비교하여 미세플라스틱 제거 적합성을 판단함.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
내용
- 특허조사 및 특허 전략 분석
내용
- 기술 로드맵
내용
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
내용
- 마케팅 전략 제시
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
(1) 미세플라스틱 저감 효과로 인해 해양 미세플라스틱 배출 사전 예방 및 저감
(2) biochar 및 필터층을 통과하도록 하여 미세플라스틱 저감
(3) biochar 사용을 통한 친환경 흡착 가능
(4) 미세플라스틱의 인체 흡수 시 발생 가능한 인체독성 발현 가능성 예방
(5) 조대입자의 제거효율이 아닌 미세물질 제거에 초점을 맞춘 제거효율 산정 가능
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
(1) 미세플라스틱 저감 필터를 적용한 세탁기 배수 호스 개발로 타 전자제품에도 활용 가능
(2) 미세플라스틱 저감에 대한 세계적 요구에 맞추어 선제적 대응 가능
(3) 국가적 차원의 가정용 세탁기 미세플라스틱 필터 보급 및 하수처리장의 미세플라스틱 오염 부하 저감
(4) 가정용 및 공업용 미세플라스틱 방류 농도 기준 제정 시 신속한 방류기준 달성 가능
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
구성원 및 추진체계
◇ 공통 분담
- 개발 과제의 개념 설계
- 관련 기술 분석 및 개발 과제의 경쟁력 분석
- 관련 기술 분석 및 차별화
- 실험 진행
- 제품 제작 및 시연
◇ 개별 분담
김완식- 경쟁력분석, 최종설계 발표, 실험 설계
정영호- 상세설계 발표, 3D 모형 설계 및 제작
강민경- 개념설계 발표, 실험 설계, 발표자료 제작
강영은- 과제제안서 발표, 발표자료 제작, 역할분담서 작성
설계
설계사양
제품의 요구사항
내용
설계 사양
내용
개념설계안
이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
상세설계 내용
내용
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
내용
포스터
관련사업비 내역서
내용
완료작품의 평가
1. 사회기여: 미세플라스틱 배출규제에 대한 선제적 대응 가능
2. 경제성: S사의 미세플라스틱 제거 필터 단가에 비해 저렴한 단가로 대량 공급 가능
3. 처리 효율: Fiber형 미세플라스틱 약 99.54% 제거 및 bead형 미세플라스틱의 동시 제거 가능
4. 범용성: 일반 가정용 세탁기 배수관에 손쉽게 결합되는 구조를 통해 넓은 범용성 확보Mean Gray
향후계획
- Biochar의 성능 향상을 위한 Prussian blue 혼합으로 bead형 미세플라스틱의 응집 방안 고안
- 업체별 제거대상에 따른 biochar의 표면 개질을 통한 제거물질 다양화
특허 출원 내용
내용
