오·폐수 정화해 식수로 쓰고, 전기도 만든다

KIST 연구팀, 필터·고분자 결합해 분리막 개발

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 오·폐수, 바닷물, 지하수 등 다양한 물자원을 식수로 정화하면서 전기도 만들 수 있는 분리막을 개발했다. 액체나 기체의 특정 성분을 가려 통과시켜 혼합물을 분리하는 막을 개발한 것으로 물 부족 해결과 친환경 에너지 동시 생산 가능성을 제시했다.

장지수 한국과학기술연구원 선임연구원.(사진=한국과학기술연구원)

한국과학기술연구원(KIST)은 장지수 전자재료연구센터 박사팀이 윤태광 명지대 신소재공학과 교수팀과 함께 이 같은 성과를 거뒀다고 7일 밝혔다.

연구팀이 개발한 분리막은 아랫부분에는 물을 정화하는 다공성 필터 분리막이, 윗부분에는 전기가 통하는 전도성 고분자가 합쳐져 있다.

분리막은 물이 흐르는 방향을 제어해 수직으로 관통하면 정화되고, 수평방향으로 확산하면 직류 전기를 만들어 내도록 설계됐다.

특히 10나노미터(1억분의 1미터) 이하의 오염물질을 95% 이상 없앨 수 있어 폐수에 있는 미세플라스틱이나 중금속 입자 등을 정화할 수 있다. 10마이크로 리터의 물로도 3시간 이상 전력도 만들 수 있다.

단순한 용액 프린팅 공정을 통해 크기 제한 없이 분리막도 제작할 수 있다. 연구팀은 개발한 분리막을 실제 공장에 적용해 폐수 수질을 식수 수준으로 높이면서 전기를 만드는 후속 연구를 하고 있다.

장지수 박사는 “물 부족 문제 해결과 친환경 에너지 생산이 동시에 가능한 기술”이라며 “수질 관리시스템이나 비상전력 시스템으로도 응용할 가능성이 크다”고 했다.

연구 결과는 재료 분야 국제학술지 ‘Advanced Materials’ 최신 호에 게재됐다.