철도기술연구원, 세계 최초 지하철 미세마모입자 발생량 저감 기술 개발
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철도차량 휠과 레일 접촉에 의한
미세마모 입자 발생량 저감 기술 개발
한국철도기술연구원(원장 한석윤, 이하 철도연)은 도시철도 미세먼지의 주범인 철도차량의 휠과 레일이 접촉할 때 발생하는 미세마모 입자의 발생량을 세계 최초로 줄이는 데에 성공했다.
도시철도의 가장 많은 미세먼지는 주행 중인 철도차량의 휠과 레일에서 나온다. 쇠로 된 차량의 휠과 궤도의 레일이 지속적으로 마찰하면서 미세마모 입자를 끊임없이 발생시키는 것이다.
철도연은 미세마모 입자의 발생 원인인 마찰력과 마찰열을 줄이기 위해 접촉면에 물을 뿌려 미세마모 입자 발생량을 크게 저감시켰다.
지하철 미세마모 입자 발생 저감 연구는 전 세계적으로 초기 단계이고, 국내에서는 철도연이 유일하게 연구를 진행하고 있다.
지금까지는 이미 생성된 미세먼지를 줄이기 위해 노력해왔다면, 이번 연구는 발생할 미세먼지를 사전에 줄이는 연구이다.
철도연은 국내에서 유일하게 보유 중인 휠-레일 접촉 모사시험기를 활용하여 연구를 진행했다.
도시철도 평균 주행 속도인 70km/h 영역에서 물을 뿌렸을 때 건조조건 대비 미세먼지 PM10 약 80%, 초미세먼지 PM2.5 약 50%의 발생량 감소를 확인했다.
살수 실험 시 발생하는 수증기 및 미네랄을 제거한다면 실제 발생량을 더 줄일 수 있을 것으로 기대하고 검증 연구를 진행하고 있다.
연구결과는 국제학술지 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재(2021년) 됐고, 지난해 서울시 주관 서울글로벌챌린지 2021에서 서울 시장상 수상으로 연구결과를 인정받았다.
철도연은 휠-레일 접촉 미세마모 입자 발생 조건 및 발생 영향 인자 등을 찾는 기초연구와 함께 살수 방법 등 미세마모 입자 발생량 저감 방법 연구를 계속 진행할 계획이다.
지하 구간을 달리는 도시철도에서 발생하는 미세마모 입자는 철도 터널, 승강장, 차량 실내 등으로 유입되어 승객과 유지보수 작업자 등 많은 사람의 건강에 좋지 않은 영향을 준다.
미세마모 입자 발생량 저감 연구가 성공적으로 이루어지면 기존의 발생한 미세마모 입자 저감 기술과 함께 도시철도 지하 구간의 공기 질을 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대된다.
연구개발 책임자인 철도연 이현욱 선임연구원은 “미세먼지 발생 원인을 사전에 제거하여 도시철도의 공기 질을 개선하는 핵심 기술이 될 수 있도록 다양한 기초연구와 응용 연구를 이어가겠다”고 말했다.
한석윤 철도연 원장은 “도시철도 공기 질 향상을 위한 선도적인 연구”라며, “우리가 매일 이용하는 대중교통이 쾌적한 생활 공간이 되어 국민의 삶의 질 향상에 기여할 수 있도록 K-철도기술의 명품화를 위해 더욱 노력하겠다”고 전했다.
철도차량 휠과 레일의 접촉으로 인한 미세마모 입자 발생량 저감 실험을 진행 중인 철도연 이현욱 선임연구원(실험에 사용된 휠-레일 접촉 모사시험기는 국내 유일하게 보유 중인 장비이다, 의왕 철도연 교통환경연구실)
철도기술연구원 홍보협력실
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