세계 최초 해수담수화 기술개발 성공…물·에너지 문제 동시해결

국내 연구진이 물 부족과 에너지 부족문제를 동시에 해결할수 있는 해수담수화 기술을 세계 최초로 개발하는 데 성공,향후 물과 에너지 정책에 획기적인 기여를 할 것으로 기대를 모으고 있다.

한국에너지기술연구원 김동국 박사팀은 이런 성능을 갖춘 CDi(축전식 탈염) 해수담수화기술을 개발, 이르면 2020년경 본격 상용화에 착수할수 있을 것이라고 17일 밝혔다.

이번에 개발된 기술은 그동안 바닷물을 먹는 물인 담수로 전환하는 해수담수화 과정에서 엄청나게 소요되는 전력소모를 획기적으로 줄인 세계 최초의 상용화기술로 평가돼, 전세계 신재생에너지 산업계의 비상한 관심을 모으고 있다.

한국에너지기술연구원이 개발한 CDi 해수담수화 기술은 해수를 먹는 물로 전환시키는 것은 물론, 이 과정에서 발생한 이온을 이용해 거꾸로 전기를 생산하는 획기적인 성능을 확보한 것으로 밝혀져, 물·에너지 부족을 동시에 해결할 대안으로 떠오르고 있다.

해수담수화기술은 전세계적으로 개발경쟁이 치열한 분야로, 문제는 이 과정에서 엄청난 전기를 소모하는 치명적 단점으로 인해 상용화에 어려움을 겪고있는 분야다.

연구원은 저에너지 기술인 CDi의 한계를 극복한 고농도의 해수담수화에 활용될 수 있는 흐름전극 기반 축전식탈염(FCDi) 기술을 세계 최초로 개발하는데 성공했다. CDi 기술은 내부에 사용되는 집전체 위에 다공성 전극이 코팅되어 있어 이온흡착 용량의 제한이 있다.

FCDi는 기존의 CDi와 달리 ‘흐름전극’의 단위셀 내 무한한 이온 흡작 용량으로 인해 연속적인 이온 흡착 공정과 해수 농도염수 탈염이 가능하다.

특히 FCDi에서 사용된 ‘흐름전극’을 활용해 전력저장과 에너지 회수가 가능한 점도 CDi와의 차이점이다.

양극과 음극에서 사용된 ‘흐름전극’내 다공성 전극에는 각각 음·양이온이 흡착돼, 이를 거꾸로 방전하면 에너지가 발생한다.

이는 이온의 탈착 과정에서 에너지가 발생하는 원리를 이용한 것이다.

이 기술은 미래 물부족 현상을 근본적으로 해결할 수 있는 기술로 평가되고 있다.

담수화 시장은 2020년 기준으로 각각 국내 1840억원, 해외 25조5000억원으로 추산되고 있어, 미래 국가 성장 동력으로도 주목받고 있다.