탄소나노튜브(CNT)를 이용해 탈염 성능을 4배 가량 향상시킨 해수담수화 기술이 개발됐다.
한국에너지기술연구원은 김동국·유충열 박사팀과 조용현 순천향대 교수 연구팀이 탄소나노튜브 기반의 고효율 축전식 해수담수화 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
축전식 해수담수화는 전기를 모아두는 축전방식을 이용해 바닷물로부터 소금을 정제하는 기술이다. 해수 속에 포함된 소듐과 염소이온이 각각 음전극, 양전극으로 이동하면서 최종적으로 담수만 빠져 나오는 원리를 이용한 것으로, 기존의 필터나 증류기반 기술에 비해 에너지 효율이 높아 차세대 해수담수화 기술로 주목받고 있다.
하지만 축전식 해수담수화 기술은 기존 다단증류법과 역삼투압법에 비해 에너지 효율이 높은 장점은 있으나, 전극의 전도도가 낮아 탈염 성능이 떨어지는 문제를 안고 있다.
연구팀은 전도도가 우수한 탄소나노튜브를 화학적으로 처리한 후, 활성탄 슬러지 전극에 넣어 흐름전극의 전도도를 높였다. 전극에 첨가된 1㎜ 길이의 탄소나노튜브는 유체 내에 있는 활성탄 입자들을 전기적으로 연결시켜 더 많은 소금이온이 흡착되도록 해 탈염 성능을 4배 이상 향상시켰다.
김동국 에너지연 박사는 "기존 축전식 해수 담수화 기술의 낮은 전도도로 인한 탈염 성능 저하 문제를 해결한 것"이라며 "고효율·대용량 해수 담수화의 가능성을 확인한 만큼 새로운 해수담수화 기술의 상용화를 앞당길 것으로 기대한다"고 말했다.
이 연구결과는 수자원 분야 국제 학술지 '워터 리서치'에 실렸다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
기존 활성탄 흐름전극(왼쪽)과 탄소나노튜브를 첨가한 후 탈염 성능이 4배 이상 향상된 흐름전극(오른쪽)의 모습.
