태양광 활용 해수 탈염·전기 저장 시스템 개발

경북대 박현웅 교수팀
에너지 생산·염폐수 처리 가능

경북대 에너지공학부 박현웅<사진> 교수팀이 태양광을 이용한 ‘해수 탈염 충·방전 시스템’을 개발했다.

이 시스템은 해수로부터 깨끗한 물을 얻는 동시에 전기에너지를 생산·저장할 수 있으며, 다양한 고농도 염폐수 처리에도 활용 가능하다.

연구 결과는 JCR(Journal Citation Reports) 분야 상위 0.1% 국제학술지인 ‘에너지 환경 과학(Energy & Environmental Science, IF: 32.4,)’ 7월 7일 자 표지논문으로 게재됐다.

29일 연구팀에 따르면 현재 상용화되는 해수 탈염법은 해수를 끓이는 전통적인 ‘증발식’과 삼투압(Osmosis) 원리를 역으로 이용한 ‘역삼투압식’ 등이 있다.

이 방식은 탈염된 담수를 생산하는 만큼 소금 등이 농축된 물(농축수)이 부수적으로 발생한다.

이 농축수는 일종의 고농도 염폐수로 다양한 환경생태학적인 문제를 일으킬 수 있다는 우려가 있다.

박 교수팀이 개발한 ‘해수 탈염 충·방전 시스템’은 태양광을 전기에너지로 변환하고 이를 이용해 해수에 있는 여러 양이온과 음이온을 분리한다.

분리한 이온 중 염화이온은 폐수를 정화하는데 사용되고, 나트륨이온은 나트륨배터리를 충전하는 데 쓰인다.

이후, 충전된 나트륨배터리는 산소, 물, 이산화탄소로부터 각각 과산화수소, 수소가스, 개미산을 합성하는데 사용한다.

이 시스템은 해수를 담수로 만들고, 폐수를 정화하고, 전기에너지를 저장할 수 있는 미래 기술로 불린다.

특히, 해수뿐만 아니라 해수 담수화 과정에서 발생하는 해수 농축수와 폐배터리 재활용 공정에서 배출되는 망초(황산나트륨) 등의 다양한 고농도 염폐수 처리도 가능하다.

박현웅 교수는 “이번에 개발한 기술은 현재 비단 해수 담수화뿐만 아니라 석탄 및 천연가스 추출, 리튬 채굴, 배터리 재활용 과정에서 배출되는 다양한 고농도 염폐수에 보편적으로 적용할 수 있어 고농도 염폐수의 활용가치를 높일 것”이라고 기대했다.

/심상선기자 [e-mail]