바닷물을 식수로… 국내 연구진 담수화기술서 탈염 성능 4배 향상시켜

탄소나노튜브를 이용한 고효율 축전식 해수담수화 기술 개발

김동국 박사, 유충열 박사, 조용현 교수(왼쪽부터)

한국에너지기술연구원(곽병성 원장) 분리변환소재연구소(김동국·유충열 박사)와 순천향대 에너지시스템학과 공동연구팀(조용현 교수)이 개발한 '탄소나노튜기반의 고효율 축전식 해수담수화 기술'이 수자원 분야 세계 최고 권위지인 '워터 리서치'에 게재됐다.

최근 흐름 전극을 이용한 축전식 해수담수화 기술은 높은 에너지 효율로 각광받고 있지만, 고정형 전극을 사용하는 기존 해수담수화 기술과 달리 유체를 이용하는 터라 전극의 전도도가 떨어진다는 문제점이 있었다. 낮은 전도도로 인해 소금이온이 전극물질로 흡착되는 양이 줄어들어 탈염성능이 떨어진다는 것이다.

연구진은 이런 단점을 극복하는 데 주안점을 뒀고 높은 전도도를 갖는 탄소나노튜브를 화학적으로 처리한 후 활성탄 슬러리 전극에 첨가해 흐름전극의 전도도를 향상시키는 데 성공했다.

전극에 첨가된 1mm 길이의 탄소나노튜브는 전도성 다리 역할을 수행하며 유체 내 존재하는 활성탄 입자들을 전기적으로 연결하는 기능을 한다. 이처럼 연결된 활성탄 입자에 더 많은 소금이온이 흡착됨에 따라 기존 기술 대비 탈염 성능이 4배 이상 늘어났다.

연구 논문의 교신저자 및 주저자인 한국에너지기술연구원 김동국 박사와 유충열 박사는 "이번에 개발된 고전도성 흐름 전극기술은 기존 축전식 해수담수화 기술의 낮은 전도도로 인한 탈염 성능 저하 문제를 해결할 수 있는 기술"이라고 밝혔다.

조용현 순천향대 교수는 "본 고전도성 흐름전극 기술을 통해 기존의 탈염성능을 4배 이상 향상시킴으로서 고효율?대용량 해수담수화의 가능성을 확인하였고, 이를 바탕으로 기존의 역삼투압기술이나 다단계증류법을 대체할 새로운 해수담수화 기술의 상용화를 앞당길 것"이라고 말했다.
한윤창 기자 storm0238@