▲ 이상준 포항공대 기계공학과 교수.

국내 연구진이 식물 뿌리를 모방한 새로운 해수담수기술을 선보였다. 저렴한 비용, 간단한 제작과정, 작은 규모의 설비로 구동이 가능해 개발도상국, 오지와 같은 작은 마을에서도 활용이 기대된다.

미래창조과학부(장관 최양희)는 이상준 포항공대 연구팀이 바다 염생식물 뿌리의 메커니즘을 모방해 별도 후처리 공정이 필요 없는 생체모방형 해수담수화 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

물 부족에 따른 다양한 해결 방법이 나오고 있는 가운데 그중 해수담수화 방법이 주목을 받고 있지만 과다한 에너지사용과 제3국가나 오지에서는 설치하기 힘든 점이 장애물로 작용하고 있다.

이에 연구진은 염분이 많은 해안지역에서 자라는 대표적인 염생식물인 맹그로브의 뿌리가 가진 염분 제거 공정을 생체모방해 후처리 공정이 없이 지속적으로 해수를 담수화하는 기술을 구현했다.

연구진은 합성섬유와 필름의 원료로 많이 사용되는 PET로 멤브레인을 인공적으로 제작하고 양전하를 갖는 물질인 (PAH:poly-(allylamine hydrochloride))과 음전하를 갖는 물질(PAH:poly-(allylamine hydrochloride))을 층층이 적층하는 방식으로 여러 층으로 씌워서 맹그로브 뿌리와 유사한 정전기적 특성을 갖는 생체모방형 담수화 멤브레인을 제작하였다.

생체모방형 멤브레인을 이용해 100mM의 염화나트륨(NaCl) 수용액을 필터링한 결과, 약 96.5%의 염분이 걸려졌다.

실험이 진행된 3일간 토출 유량이 7.6 리터(단위면적, 단위시간당, m2h)로 거의 일정하게 유지됐다. 또한 이 멤브레인을 이용해 필터링 횟수를 늘리면 실제 바닷물(약 310mM)도 토출 유량 2.3리터(단위면적, 단위시간당, m2h)로 담수화 시킬 수 있음을 확인하였다

연구진의 신기술은 기존의 해수담수화 기술과 유사한 물 정화 성능(96.5%의 염분 제거)을 보였다.

이상준 교수는 “이 기술은 저렴한 비용으로, 효율적이고, 안정적으로 해수를 담수화할 수 있다. 향후 해수 담수화를 통해 생활용수, 농업용수, 식수를 바닷물로부터 보다 효과적으로 얻을 수 있을 것으로 기대된다“라고 연구의 의의를 설명했다

한편, 이번 연구는 미래창조과학부·한국연구재단 기초연구사업(개인연구) 지원으로 수행했으며, 이 연구는 국제적인 학술지 ACS Nano 12월 27일자에 게재됐다.