미국 메사추세츠공대(MIT) 한종윤 교수와 김성재 박사(포스텍 졸업)팀이 포스텍 강관형 교수, 고성희 박사팀과 함께 소금, 가성소다의 생산에 활용되고 있는 교환막 주변의 이온 농도 분극현상(ion concentration polarization)을 이용해 바닷물에서 전하를 띠고 있는 염분과 유해물질을 제거하는 기술을 개발했다.
이 기술은 기존 방식과는 달리 이온교환막의 힘에 의해 전하를 띄고 있는 모든 물질을 밀어내는 방식으로 바닷물에서 담수를 분리해낸다. 이 때문에 에너지 효율이 높아져 물 1리터를 만들어 내는데 라디오보다 전력을 적게 소모하고, 최근 개발중인 태양열 전지로도 구동할 수 있다.
또 단위장치의 크기가 4㎜×5㎜로, 실용화 할 수 있는 기기의 크기가 일반 컴퓨터 본체 수준에 불과해 휴대용 해수담수화장치로 개발이 가능할 전망이다. 지금까지 개발된 해수담수화 장치는 공장 규모의 장치와 제반 시설의 건설현장에 주로 쓰여 재난 지역에서는 활용이 불가능했다.
이번 연구는 실험결과, 이 장치의 수소 이온 농도(pH)는 7.0∼7.5이며, 염분 농도도 세계보건기구(WHO)의 음용수 기준을 만족시키는 것으로 나타났다. 또 세균 등 미세 입자도 제거할 수 있는 것으로 측정됐다.
강관형 교수는 “기존 방식에 비해 생산되는 물의 양은 적지만 소비전력량이 적고 크기가 작아 휴대용 해수담수화 장치로 만들 수 있어 재난 지역 구제용이나 군사용으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 연구성과는 21일 세계적 과학저널 ‘네이처(Nature)’의 자매지이자 나노 기술의 권위지인 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’ 온라인판을 통해 발표됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.co.kr