연구성과

韓·美 연구팀, 소형 해수담수화 장치 개발 (2010.3.22)

2010-06-17771

– 농도 분극 현상 활용한 새로운 메커니즘 개발…재난지역․군사용 활용 ‘기대’
– MIT-POSTECH 공동연구팀 개발…Nature Nanotechnology 온라인판 게재

 아이티와 칠레가 연이은 강진으로 생활용수 공급에 곤란을 겪고 있는 가운데,  한-미 연구팀이 휴대용으로 제작 가능한 해수담수화 장치를 개발해 눈길을 모으고 있다.

 미국 매사추세츠공대(MIT) 한종윤 교수와 김성재 박사(POSTECH 졸업)팀과 POSTECH 강관형 교수와 박사과정 고성희 씨가 개발한 이번 연구는 소금, 가성소다의 생산에 활용되고 있는 교환막 주변의 이온 농도 분극현상(ion concentration polarization)을 이용해 바닷물에서 전하를 띄고 있는 염분과 유해물질을 제거하는 기술이다.
 
 이 연구팀이 개발한 이 기술은 기존 방식과는 달리 이온교환막*의 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 개발 중인 태양열 전지로도 구동할 수 있다.
 또, 단위장치의 크기가 4mm×5mm로, 실용화 할 수 있는 기기의 크기가 일반 컴퓨터 본체 수준에 불과해 휴대용 해수담수화장치로 개발이 가능할 전망이다.

 지금까지 해수담수화 장치는 공장 규모의 장치와 제반 시설의 건설을 필요로 하고 있어 현재 물 부족을 겪고 있는 빈곤국가와 재난을 겪고 있는 지역에서는 활용하기 어려웠다.
 
 실험 결과, 이 장치의 수소 이온 농도(pH)는 7.0~7.5, 염분 농도는 3mM으로 세계보건기구(WHO)의 음용수 기준도 만족시키고 세균 등 미세 입자도 제거할 수 있는 것으로 측정됐다. 
 POSTECH 강관형 교수는 “이번 장치는 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 기대된다”고 설명했다.

 한편, 이 연구 성과는 3월 21일(현지시간) 세계적 과학 저널 ‘네이처(Nature)’의 자매지이자, 나노 기술의 권위지인 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’ 온라인판을 통해 발표되었다.