국내 연구진이 폐수를 식수로 정화하면서 전기를 생산할 수 있는 분리막(멤브레인)을 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST·원장 윤석진)은 장지수 전자재료연구센터 박사팀이 윤태광 명지대 신소재공학과 교수팀과 오폐수, 바닷물, 지하수 등 다양한 물 자원을 활용해 전기를 연속적으로 발생시키면서 식수를 제공할 수 있는 신개념 분리막을 개발했다고 7일 밝혔다.
개발 분리막은 하부에는 물을 정화시키는 다공성 필터 분리막이, 상부에는 전기가 통하는 전도성 고분자가 샌드위치 구조로 결합돼 있다.
물이 수직으로 흐르면 정화되고, 수평 방향으로 확산하면 직류 전기를 만들어 내도록 설계했다. 10나노미터(㎚) 이하 오염물질을 95% 이상 제거할 수 있어, 폐수에 존재하는 미세플라스틱이나 중금속 입자 등을 정화할 수 있다. 단 10마이크로리터(㎕) 물로도 3시간 이상 전력을 발생시킬 수 있다.
개발 분리막은 단순한 용액 프린팅 공정으로 크기 제한 없이 제작 가능하다. 제작 단가와 공정에 소요되는 시간을 동시에 절감해 상용화 가능성이 크다. 연구진은 개발한 분리막을 실제 공장 현장에 적용해 폐수 수질을 식수 수준으로 향상시키면서 전기를 생산하는 후속 연구를 진행 중이다.
장지수 박사는 “물 부족 문제 해결과 친환경 에너지 생산이 동시에 가능한 신기술로 수질 관리시스템 및 비상전력 시스템으로도 응용 가능하다”고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원을 받아 KIST 주요사업으로 수행됐으며 연구 결과는 재료 분야 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼즈'(IF:32.086, JCR 분야 최상위 2.17%) 최신 호에 게재됐다. 대표 프론트 커버로 선정됐다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
