▲ 음이온 교환 수지를 이용한 염소 포집 및 배출

국내 연구진이 담수화 과정에서 발생하는 CO2 배출 문제를 해결하기 위해 신재생에너지 저장과 담수화를 동시에 실현하는 기술을 개발했다.

UNIST(총장 박종래) 에너지화학공학과 안광진 교수팀과 김영식 교수팀은 바닷물을 담수화하는 배터리를 개발했다고 23일 밝혔다. 이 배터리는 충전과 방전 과정에서 염소를 반복적으로 포집한다. 음이온교환수지를 활용해 염소를 효과적으로 포집하고 재생할 수 있는 것이 특징이다.

담수 배터리는 방전 과정에서 음극에 포집된 나트륨이 배출되며, 동시에 음이온교환수지에 포집된 염소도 함께 배출된다. 양극에서 발생하는 수산화이온(OH-)을 이용해 추가적인 에너지 없이 이온교환수지를 재생하는 원리이다.

기존 배터리는 방전 시 염소의 60%가 전극에 잔류해 재생이 어려웠지만, 연구팀이 개발한 담수 배터리는 99% 이상 제거해 우수한 재생능력을 보였다.

실제 해수환경에서도 정상 작동했으며, 약 3.9 wt%의 해수를 약 0.7 wt% 수준까지 담수화했다. 공업용수로 활용 가능한 수준이다.

안광진 교수는 “이 기술로 에너지 저장용 배터리와 해수담수화 장비를 하나로 통합해 설비 비용을 절감할 수 있다”며, “신재생에너지를 저장해 지속가능한 해수담수화에 기여할 것”이라고 설명했다.

김영식 교수는 “담수 배터리를 이용한 해수담수화가 차세대 해수담수화 기술로서 상용화되는 시기를 앞당길 것”이라고 말했다.

한편 연구 결과는 ACS Energy Letters에 5월16일 게재됐다.