물 부족 사태…'바닷물'을 '식수'로 만들어 해결한다

[아시아경제 노미란 기자]만성적인 물부족 사태를 극복하기 위해 바닷물을 가공해 식수로 공급한다면? 이 접근은 언뜻 비효율적인 방법이라고 생각하기 쉽다. 식수가 전혀 나지 않는 나라에서나 연구될 법하지만 현재 우리나라에서 흐름전극기반 축전식탈염(FCDi)라는 독보적인 기술로 관련 특허도 출원 할만큼 활발히 연구가 진행되고 있다.

바닷물을 식수로 전환하는 해수담수화의 기본 원리는 이온을 지닌 용액이 전극 사이를 통화할 때 두 극의 전위차에 의해 이온 즉, 소금기를 제거하는 것이다. 이미 세계적으로 다단 플래쉬 방식 등 증발법과 역삼투법의 막분리법이 상용화되고 있는 추세다.

지난 13일 제주글로벌연구센터 해양융복합연구실에서 진행되고 있는 FCDi의 실험기구를 보니 이전 단계 기술인 축전식탈염방식(CDi)와 시각적인 가장 큰 차이는 바로 전극을 고체에서 액체로 바꾸었다는 점이다.

한국에너지기술연구원의 김동국 박사 연구팀은 고농도의 해수담수화에 활용할 수 있는 FCDi기술을 세계최초로 개발해 해수담수화 연구를 주도적으로 진행하고 있다. 이 연구내용으로 국내외 원천특허 4건이 출원 등록된 상태다.

FCDi는 기존 CDi가 제한적인 충전용량을 가지고 있고, 다공성 전극 재생을 위한 반복적인 충전과 방전이 필요하다는 점을 보완했다. '흐름 전극'의 단위 셀 내에서 이온 흡착을 무한대로 할 수 있어 해수 농도가 3.5wt%인 고농도 염수도 탈염이 가능하다. 또한 '흐름 전극'의 저장 용기를 크게 제작하면 대용량화도 쉽게 구현할 수 있게 됐다. 그만큼 담수화의 현실적 적용에 한 발 다가선 것이다.

양승철 해양융복합연구실 박사는 "FCDi기법으로 해수농도 염수의 95%, 기수 농도 염수 99%이상을 탈염시킬 수 있다"며 "이 기법을 통해 먹는 물, 초순수를 제작할 수 있다"고 밝혔다.

이 기술은 해수담수화에 사용되는 화석연료가 내뿜는 이산화탄소를 절감시키고, 담수화 시장은 2020년 기준으로 각각 국내 1840억원, 해외 25조5000억원으로 추산되며 가능성 있는 시장으로 주목되고 있다.

노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr