국내 연구진이 햇빛으로 바닷물을 거의 100% 먹을 수 있는 담수로 바꾸는 기술을 개발했다.

포스텍 기계공학과 연구팀은 별도의 전처리 과정 없이 햇빛을 이용해 바닷물이나 염분이 포함된 물을 먹을 수 있는 물로 손쉽게 바꿀 수 있는 담수화 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 28일자에 실렸다.

현재 주로 사용되는 해수담수화 기술은 역삼투압을 이용한 막분리법이 주를 이루고 있다. 반투막에 압력을 가해 물 분자만 통과시키고 물보다 분자량이 큰 물질을 통과시키지 않도록 하는 것인데 복잡한 설비가 필요하기 때문에 비용이 많이 든다.

최근에는 햇빛을 이용해 외부로부터 전기나 열에너지 공급 없이도 담수로 만드는 증발담수기술이 주목받고 있다. 바닷물이나 염수를 증발시켜 얻은 증기를 응축시켜 식수로 회수하는 증발담수 기술은 증발효율이 낮아 식수 생산량이 많지 않다는 문제가 있다. 또 염분이 증발되는 과정에서 멤브레인 표면에 소금결정들이 생겨 증발성능을 낮추게 된다.연구팀은 흔히 볼 수 있는 각설탕을 탄화시켜 다공성 실리콘 구조에 코팅시켜 증발용 광열 멤브레인을 만들었다. 제작비는 1㎡ 당 3000원 정도에 불과한 것으로 계산됐다. 연구팀은 이를 이용해 염수나 해수를 태양광에 노출시켜 증발시키면 고효율로 담수를 만들 수 있게 된다. 기존 증발담수화에서는 멤브레인 표면에 소금결정이 만들어지는데 이번에 개발된 멤브레인을 이용하면 소금결정이 자연적으로 제거된다.

연구팀은 실제로 멤브레인을 해수에 띄운 뒤 햇빛을 비춰 담수화 실험을 한 결과 해수를 99.997%의 고효율로 담수화했으며 담수는 세계보건기구(WHO)와 미국환경보호청(EPA)의 식수기준에 만족한 것으로 확인했다. 또 매일 멤브레인 1㎡ 당 30ℓ의 물을 만들어내는 것도 확인했다.

이상준 교수는 “이번에 개발한 증발용 광열 담수화 멤브레인은 기존 기술과 비교했을 때도 가장 높은 증발 성능을 갖고 있으며 장기간 해수를 안정적으로 담수화시킬 수 있다는 장점이 있다”라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr