[이슈밸리=권동혁 기자] 한국에너지기술연구원 연구진이 역전기투석-역삼투 기술 융합을 통해 친환경적인 담수와 전기 생산이 가능한 핵심기술을 개발했다.
아울러 공정의 핵심 소재인 분리막은 기존 세계 최고수준 대비 2배 이상 향상시켜 글로벌 기술 선도 기반도 마련했다.
지난 22일 에너지연에 따르면 역전기투석(Reverse Electrodialysis, RED)은 스택 내의 이온교환막을 통해 바닷물과 민물 사이의 이온이 분리되고 이동할 때 발생하는 전위차를 이용해 전기를 생산하는 방식이다.
또 역삼투(Reverse Osmosis, RO)는 삼투압보다 높은 압력을 가할 때 용액으로부터 순수한 용매가 반투막을 통해 빠져나오는 현상으로 해수의 담수화에 사용된다.
에너지연 해양융복합연구팀 정남조 박사 연구진은 에너지 소모량을 최소화하기 위해 역삼투 모듈의 앞뒤에 역전기투석 발전기를 연계시키는 융합 공정을 개발했다.
이를 통해 하루 100톤급 담수생산 실증을 성공적으로 마쳤으며 기존 역삼투 단일 공정 대비 에너지 소모량을 30% 이상 절감시킬 수 있다는 것이 에너지연의 설명이다.
전단에 놓인 역전기투석 발전기는 해수를 이용해 에너지를 생산하면서 해수의 농도를 20% 이상 낮춘 후 역삼투 공정에 공급할 수 있으며 이때 역삼투에 필요한 에너지 소모량은 낮아진 농도만큼 줄어든다.
이어지는 역삼투 공정을 통해 담수와 함께 배출된 농축해수는 고밀도의 에너지원으로 저장되고 후단에 설치된 역전기투석 발전기를 이용해 필요할 때 전기로 전환된다.
연구진은 최종 배출되는 농축해수의 농도는 해수 수준으로 배출시키는 것을 확인했으며 역전기투석-역삼투-역전기투석 융합 공정의 핵심 소재인 역전기투석용 패턴형 이온교환막과 역삼투용 삼투막을 자체 개발했다.
아울러 연구진은 경제성 분석으로 공정의 대용량화와 최적화 달성을 통해 담수 생산단가는 10% 이상 절감, 염분차발전 균등화발전비용 단가는 130원/㎾h 이하도 가능함을 확인했다.
또 개발된 염분차발전 기술은 해수온도, 해양생태계에 악영향을 미치는 발전소의 온배수를 이용해 대용량 발전소 구축에도 사용할 수 있다.
