기존 방식보다 제작 용이하고 비용 낮아

3차원 벌집 구조의 축전식 해수담수화 셀. <사진=에너지연 제공>
3차원 벌집 구조의 축전식 해수담수화 셀. <사진=에너지연 제공>
 
한국에너지기술연구원(원장 곽병성, 이하 에너지연)은 김동국 박사와 조용현 박사가 '대용량화가 용이한 3차원구조 기반의 축전식 해수담수화 기술'을 개발했다고 29일 밝혔다. 연구성과는 에너지·환경 분야 권위지인 'Energy & Environmental Science' 표지 논문으로 선정됐다.
 
축전식 해수담수화는 바닷물에서 축전방식으로 소금을 정제하는 기술로, 기존의 필터나 증류기반 기술에 비해 에너지효율이 좋아 최근 각광받고 있다. 그러나, 축전식도 공정의 대용량화를 위해서는 2차원 단일구조의 전극을 겹쳐 여러 층을 만들거나 구조 자체를 크게 만들어야 하는 등 비용과 기술적 문제가 있었다.

에너지연 분리변환소재연구실 연구진은 3차원 벌집모양 구조체를 도입해, 전극의 표면적을 늘려 담수 용량을 증가시켰다. 이 방식은 기존 방식에 비해 제작도 용이하고, 제조비용도 낮아 대용량화가 가능하다.
 

(좌)김동국 에너지연 책임연구원, (우)조용현 에너지연 선임연구원. <사진=에너지연 제공>
(좌)김동국 에너지연 책임연구원, (우)조용현 에너지연 선임연구원. <사진=에너지연 제공>
연구논문의 주저자인 조용현 박사는 "이번에 개발된 기술은 대용량화가 가능한 차세대 해수담수화 기술로, 특히 흐를 수 있는 전극을 이용하기 때문에 손쉽게 담수 용량을 증가시킬 수 있다"고 개발 의의를 높이 평가했다.
 
교신저자이자 연구책임자인 김동국 박사는 "본 기술을 통해 고효율‧대용량 해수담수화의 가능성을 확인했고, 해수담수화 공정 중 생산된 염분을 이용해 별도의 에너지 생산도 가능할 것이다"라고 기대했다.
 
이번 연구는 에너지연의 주요사업인 '전기화학 기반의 신공정 탐색을 위한 고성능 축전식 흐름전극 개발'의 일환으로 진행됐다.

3차원 벌집 구조의 축전식 해수담수화 셀 작동원리. <그림=에너지연 제공>
3차원 벌집 구조의 축전식 해수담수화 셀 작동원리. <그림=에너지연 제공>
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