바다서 얻은 친환경 전기, 바닷물을 위해 또 쓴다 … 해수전지 활용 살균·정화 기술개발

UNIST 김영식 교수팀, 해수전지 기반 바닷물 살균·중화 기술개발

ACS ES&T Water 게재, 동성산기와 200L급 제품 출시 눈앞에

동성산기에서 개발한 200L급 하이브리드 살균중화 장치.

[아시아경제 영남취재본부 김용우 기자] 바다에서 얻은 전기로 바닷물을 처리하는 친환경 기술에 대한 도전이 결실을 맺고 있다.

바닷물의 살균과 중화를 다루는 기술이 개발돼 신제품 출시도 앞두고 있다. 친환경 전기를 저장해 효율적으로 쓸 수 있는 시대가 온 것이다.

해양특화전지로 불리는 해수전지는 바닷물을 이용하는 친환경 전기에너지 저장장치다.

이 장치를 이용한 새로운 응용분야로 바닷물 살균·중화 기술에 관심이 쏠리고 있다. 실험실에서 입증된 기술로 제품개발에 나선 기업은 벌써 제품 출시를 계획하고 있다.

울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 김영식 교수 연구팀이 해수전지를 활용한 바닷물 살균·중화 기술을 개발했다고 31일 밝혔다.

연구팀은 바닷물 속 나트륨 이온을 이용해 전기를 충전하고 방전하는 과정에서 살균 물질이 발생하는 것을 이용했다.

해수전지를 충전하면 바닷물의 소금(NaCl) 성분 중 나트륨 이온(Na?)이 이동하며 염소가 생성된다.

이 염소가 살균 물질로 작용해 박테리아나 병원균을 제거한다. 반대로 방전될 때는 살균 물질이 나트륨 이온을 만나 중화되면서 다시 소금으로 변한다.

이 기술은 배터리에 전기를 저장하고, 방출하는 과정에서 자연스럽게 살균과 중화가 가능하다는 특징을 갖는다.

기존에도 전기분해를 통한 살균기술은 존재했지만, 이 경우엔 별도의 중화장치를 설치하거나 중화를 위한 화학약품을 사용해야 하는 불편이 있었다.

해수전지 살균 시스템 연구를 수행한 UNIST 연구팀. 왼쪽부터 김영식 교수, 김서해, 박정선, 아마드 하르잔디(Ahmad M. Harzandi) 연구원, 최윤석 교수.

김영식 교수는 “바닷물 살균은 육상 양식장의 소독이나 선박평형수 처리 등에서 필수적인 기술”이라며 “해수전지를 이용하는 방법은 추가 비용이 드는 중화설비 설치나 독성 부산물의 위험이 있는 화학약품을 투여하는 기존 기술보다 경제적이고 친환경적”이라고 설명했다.

연구진은 관련 연구 결과를 지난 8월 5일 물 환경 분야를 다루는 국제학술지 ‘ACS ES&T Water’에 게재했다.

김영식 교수팀은 이런 기술력에 주목한 울산의 기업과 실제 제품개발에도 속도를 올렸다.

울산의 선박 기자재 업체인 ‘동성산기’는 UNIST와 한국해양과학기술원(KIOST)이 주관하는 지역 활력 프로젝트 사업을 통해 200L급 해수전지 기반 하이브리드 살균·중화장치 개발에 성공했다.

개발된 제품은 기존 전기분해 기술을 통한 염소소독제 생성 장치에 해수전지를 활용한 신개념 중화 장치를 추가한 것이다.

전기분해로 바닷물을 소독하고, 해수전지에 저장된 전기를 사용하면서 소독제를 무해한 물질로 중화하는 방식이다.

동성산기 관계자는 “선박평형수 처리에 대한 국제해사기구(IMO) 협약 기준에 부합하도록 장치를 개발하고 있으며, 추후 규모를 키워 대규모 선박의 선박평형수 처리에 적용하는 것이 목표”고 말했다.

그는 “궁극적으로는 현재의 하이브리드형이 아닌 해수전지만을 활용한 살균, 중화 장치를 개발해 전력소모도 줄일 수 있을 것으로 기대한다”고 했다.

동성산기는 UNIST 해수자원화기술 연구센터에 입주해 공동 연구개발을 추진해왔으며, 최근 시제품 제작을 완료하고 판매를 위한 제품 개발에 박차를 가하고 있다.

해양기기 실증을 위한 해수전지는 지역 활력 프로젝트 기반 구축의 성과인 해수전지 제조 파일럿을 활용해 ‘포투원’이 제작해 공급했다.

지역 활력 프로젝트를 주도한 최윤석 UNIST 에너지화학공학과 교수는 “이번 프로젝트는 대학에서 개발된 친환경 에너지 기술이 지역 산업에 새로운 가능성을 불어넣고 있는 사례”라며 “해양 환경에서 활용될 수 있는 신산업 성장을 위해 지역 기업들과 협력을 지속해나갈 것”이라고 말했다.

울산시 관계자는 “코로나19 상황으로 지역 경제가 침체해 있지만 이번 지원사업과 같이 산학연의 인프라를 활용한 시제품을 상업용 제품으로 사업화해 일자리 창출과 지역경제 활력에도 큰 몫을 할 수 있게 됐다”고 반겼다.

지역 활력 프로젝트는 산업통상자원부가 추진하는 사업으로, 지역 제조 기업들의 활력을 높이고 신산업으로 전환하는 것을 지원한다.

UNIST는 KIOST와 함께 해양특화전지 기술을 활용해 친환경 에너지 기반의 해양기기 산업 발전을 촉진하는 것을 목표로 지역 산업체와의 협력을 추진해왔다.

영남취재본부 김용우 기자 kimpro7777@asiae.co.kr