세계적으로 해수담수화 기술 도입이 크게 늘고 있는 가운데 산업 핵심소재인 '마그네슘'을 친환경 추출하고, 발전소에서 나오는 '이산화탄소(CO₂)'를 저감하는 동시에 처리하는 기술이 세계 최초로 개발됐다.
한국지질자원연구원(원장 김복철)의 방준환 박사팀은 해수담수화 과정에서 발생하는 농축폐수(농축수)에서 CO₂와의 반응으로 마그네슘을 추출하고 탄소 배출량을 획기적으로 감축하는 기술 개발에 성공했다.
이 기술은 해수담수화 공정에서 나온 농축수에 알칼리물질과 CO₂를 넣어 고체화된 탄산염 광물을 생성, 마그네슘을 추출하고 CO₂ 발생을 최소화하는 친환경 융합 자원회수기술이다.
연구팀은 CO₂ 광물화 기술을 적용해 바다에 폐수로 버려지는 농축수에 함유된 마그네슘의 90~99%를 회수하고 CO₂ 97%이상을 고체화하는데 성공했다.
해수담수화 과정에서 버려지는 농축수에 알칼리물질(가성소다)과 CO₂를 첨가하면 CO₂가 농축수에 들어있는 칼슘 및 마그네슘과 반응해 고체의 탄산염 광물로 전환된다. 이 과정에서 농축수에 함유된 마그네슘의 90~99%가 추출돼 탄산염 광물로 바뀐다. 농축수에 첨가한 CO₂도 97%이상 저감된다.
연구팀은 마그네슘 추출 이후 남은 농축수의 전기화학 반응을 통해 가성소다와 친환경 자원인 수소, 플라스틱 원료인 염소의 생성을 확인했다. 가성소다는 농축수에 CO₂와 함께 첨가하는 물질로 비누 및 제지산업 등에 주원료로 사용되고 있다. 이 과정에서 소금 등 염분 농도가 낮아져 농축수 방류로 인한 해양생물 피해를 최소화할 수 있다.
연구팀은 이번 기술 적용으로 순도를 높이는 별도 공정 없이도 마그네슘 탄산염에 함유된 불순물이 2% 미만으로 떨어지는 효과를 확인했다.
방준환 박사는 “해수담수화 농축수 자원화 및 CO₂ 동시 처리 기술은 해수담수화 현장에서 나오는 농축수와 CO₂ 발생이라는 현안을 동시에 해결해주는 연구성과”라며 “지속적인 연구와 협업을 통해 기술 상용화는 물론 친환경 에너지 자원개발로의 연구영역 확장을 위해 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
김복철 원장은 ”친환경 에너지 자원에서도 ESG경영, 그 중에서도 환경(E)이 가장 중요한 화두“라며 “환경과 해양생태계를 우선 고려한 이번 연구개발 성과를 바탕으로 친환경적인 지질자원분야의 연구성과 창출을 위한 인프라 구축을 위해 지원을 아끼지 않겠다“고 밝혔다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
