국내 연구진이 해수와 담수 염 농도 차이를 활용한 '해양 염분차발전' 기술의 이온전달 원리를 규명했다.
한국에너지기술연구원(원장 곽병성)은 김한기 제주글로벌연구센터 박사팀이 해양 염분차발전 기술의 이온 전달 원리를 규명하는 수학 해석 모델을 개발했다고 9일 밝혔다.
해양 염분차발전은 높은 에너지 잠재량을 갖고 있어 상용화 기술 개발이 활발하게 이뤄지고 있다. '역전기투석 방식'이 대표적인 해양 염분차발전 기술로, 해수 내 포함된 이온이 이온교환막을 통해 이동하면서 얻어지는 에너지를 전기로 전환한다.
최근 '세공충진형 이온교환막'을 비롯한 핵심 기술이 새롭게 개발되고 있으나 기존 수학적 해석 모델로는 다양한 이온교환막 이온 전달 원리를 규명할 수 없었다. 세공충진형 이온교환막은 나노 사이즈 기공 내 이온을 전달하는 친수성 고분자를 채운 분리막이다.
연구진은 '전도성 이동 거리(CTL)'로 명명한 개념을 기존 수학적 해석 모델에 도입, 이온교환막 내 이온 전달 원리를 정확하게 규명했다.
CTL은 이온이 내 친수성 기공을 통해 이동한 거리를 의미한다. 이를 통해 이온교환막 내 나노 기공 비율과 전기 전도도를 계산하면 이온교환막 특성별 해석 결과와 역전기투석 성능 예측 정확도를 높일 수 있다.
또 연구진이 개발한 수학 해석 모델은 세공충진형을 포함한 다양한 이온교환막에 적용할 수 있어 기술 상용화에도 크게 기여할 수 있다.
김한기 박사는 “상용화 수준의 역전기투석 장치 설계 및 성능 예측이 가능해 기술 개발에 속도를 더할 수 있게 됐다”며 “향후 이온교환막 및 스택 등 소재·부품 국산화 기술 개발에도 크게 기여할 것”이라고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
