국내 연구진이 CNF(Cellulose Nano Fiber)를 활용해 고효율 해수담수화 기술을 구현했다.
한국에너지기술연구원은 분리변환소재연구실 김동국·유충열 박사와 순천향대 에너지시스템학과 조용현 교수 공동 연구팀이 CNF 기반 축전식 해수담수화 기술을 개발했다고 1월16일 밝혔다.
세계적으로 물 부족 현상이 심각해짐에 따라 학계에서는 바닷물을 실생활에서 사용할 수 있는 물로 바꾸어놓는 해수담수화를 적극적으로 추진하고 있다.
현재 바닷물을 증기로 만드는 다단 증류법, 분리막을 이용해 순수한 물을 얻는 역삼투압법을 대표적으로 활용하고 있으나 운전과 설치에 많은 비용이 드는 반면 에너지 효율이 낮다는 한계를 나타내고 있다.
연구팀은 CNF를 활용해 축전식 해수담수화에 성공함으로써 해당 과제를 해결했다.
축전식 해수담수화는 전기를 모아두는 방식을 이용해 바닷물로부터 소금을 정제하는 기술로, 해수 속에 포함된 소듐과 염소 이온이 각각 음전극과 양전극으로 이동하면서 최종적으로 담수만 빠져나오며 기존 필터나 증류 기반 기술보다 에너지 효율이 높은 것으로 알려졌다.
연구팀은 전도도가 높은 CNF를 화학적으로 처리한 후 활성탄 슬러리 전극에 첨가해 흐름 전극 전도도를 높였다.
전극에 첨가된 1mm 길이 CNF는 활성탄 입자를 전기적으로 연결하는 전도성 다리 역할을 하며 연결된 활성탄 입자에 더 많은 소금 이온이 흡착되면서 기존기술 대비 탈염 성능이 4배 이상 늘었다.
한국에너지기술연구원 김동국 박사는 “기존 축전식 해수담수화 기술의 낮은 전도도에 따른 탈염 성능 저하 문제를 해결한 것”이라고 강조했다.
연구 성과는 수자원 분야 세계 최고 권위지인 워터리서치(Water Research)에 게재됐다.
차세대 해수담수화 기술 선도그룹으로 손꼽히는 공동 연구팀은 기술 상용화를 위한 추가 연구를 지속할 방침이다. (K)