韓·美 연구팀, 소형 해수담수화 장치 개발

왼쪽부터 한종윤 교수, 김성재 박사, 강관형 교수

[아시아경제 김철현 기자]아이티와 칠레가 강진으로 생활용수 공급에 어려움을 겪고 있는 가운데, 한-미 연구팀이 휴대용으로 제작 가능한 해수담수화 장치를 개발해 눈길을 모으고 있다. 포항공과대학교(POSTECH)는 미국 매사추세츠공대(MIT) 한종윤 교수와 김성재 박사(POSTECH 졸업)팀, POSTECH 강관형 교수팀이 공동으로 소금, 가성소다의 생산에 활용되고 있는 교환막 주변의 이온 농도 분극현상(ion concentration polarization)을 이용해 바닷물에서 전하를 띄고 있는 염분과 유해물질을 제거하는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.이번 연구 성과는 21일(현지시간) 세계적 과학 저널 '네이처(Nature)'의 자매지이자, 나노 기술의 권위지인 '네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)' 온라인판에 게재됐다.연구팀에 따르면 지금까지 해수담수화 장치는 공장 규모의 장치와 제반 시설의 건설을 필요로 하고 있어 현재 물 부족을 겪고 있는 빈곤국가와 재난을 겪고 있는 지역에서는 활용하기 어려웠다. 또한 지구상 담수의 부족은 산업의 발달과 인구의 증가로 인해 더욱 심각해지고 있다. OECD 보고에 따르면 현재 25개국, 3억 5000만명이 물 부족을 겪고 있고, 오는 2025년에는 전세계적으로 52개국 39억명의 사람들이 물 부족을 겪게 될 것으로 예측되고 있다. 높은 에너지 효율의 새로운 해수담수화 기술이 절실히 요구되는 상황인 것이다.연구팀은 이번 기술이 기존 방식과 달리 이온교환막의 힘에 의해 전하를 띄고 있는 모든 물질을 밀어내는 방식으로 바닷물에서 담수를 분리한다고 설명했다. 이온교환막은 양이온과 음이온 중 하나의 이온을 선택적으로 통과시킬 수 있는 막으로, 연료 전지 등 배터리에 주로 사용된다. 이에 따라 에너지 효율이 높아져 물 1리터를 만들어 내는 데 라디오보다 전력을 적게 소모하고, 최근 개발 중인 태양열 전지로도 구동할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.또 단위장치의 크기가 4mm×5mm로, 이 단위 장치들을 집적하게 되면 휴대용 해수담수화장치 구현이 가능할 전망이다.특히 실험 결과, 이 장치로 만든 물의 수소 이온 농도(pH)는 7.0~7.5, 염분 농도는 3mM으로 세계보건기구(WHO)의 음용수 기준을 만족시켰다. 세균 등 미세 입자도 제거할 수 있는 것으로 측정됐다. POSTECH 강관형 교수는 "이번 장치는 기존 방식에 비해 생산되는 물의 양은 소량이지만 크기가 작고 소비전력량도 적어 휴대용 해수담수화 장치로 만들 수 있다"며 "재난 지역 구제용이나 군사용으로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다"고 설명했다. 김철현 기자 kch@asiae.co.kr<ⓒ세계를 보는 창 경제를 보는 눈, 아시아경제(www.asiae.co.kr) 무단전재 배포금지>