동력 없이 바닷물을 민물로 만드는 기술 개발

2016.04.03 18:00
서울대 김성재 교수팀과 김호영 교수팀은 동력 없이도 물에서 염분을 걸러낼 수 있는 나노 구조체를 만들었다. 나노 구조체 속 모세관이 저절로 나트륨이온만을 흡수하는 원리를 이용했다. - 서울대 공대 제공
서울대 김성재, 김호영 교수팀은 동력 없이도 물에서 염분을 걸러낼 수 있는 나노 구조체를 만들었다. 나노 구조체 속 모세관이 저절로 나트륨이온만을 흡수하는 원리를 이용했다. - 서울대 제공

 

전기나 다른 동력 없이도 바닷물을 민물로 바꿀 수 있는 새로운 정수 기술을 국내 연구진이 개발했다. 향후 안정적인 전력을 구하기 어려운 제3세계나 외딴섬, 재난 상황에서 식수를 만드는 데 사용될 수 있을 것으로 보인다.


김성재 서울대 전기정보공학부 교수팀은 김호영 서울대 기계항공공학부 교수팀과 공동으로 나노기술을 이용한 무동력 담수화 기술 메커니즘을 세계 최초로 개발했다고 1일 밝혔다.


현재 정수기를 만들 때 이용하는 역삼투압 방식은 빠르게 염수에서 소금을 분리해 담수를 만들 수 있지만 전기가 반드시 필요하다는 한계점이 있었다.


연구팀은 가느다란 관이 물을 저절로 빨아들이는 ‘모세관현상’을 나노기술에 접목했다. 소금(NaCl)을 구성하는 나트륨 양이온(Na+)만을 선택적으로 빨아들이는 10nm(나노미터·1nm는 10억 분의 1m) 이하의 가느다란 모세관을 만들었다.

 

통에 담긴 바닷물에 이 나노모세관을 집어넣으면 나트륨 양이온은 모세관 안으로 빨려 들어가고, 물속에 남은 염소 음이온은 서로를 밀어낸다. 결국 소금 성분은 양동이의 벽면으로만 몰리게 되므로 양동이 한가운데에 민물만 남게 된다는 원리다.


연구팀 실험 결과 나노모세관 1L 부피가 있을 경우 민물 100mL를 얻는 데 하루가 걸린다.


김성재 교수는 “나노모세관의 개수를 늘리면 더 적은 부피의 나노구조물로도 더 빠르게 염수를 담수화할 수 있을 것”이라며 “전력 없이 염수를 담수로 바꿀 수 있는 기술을 최초로 개발한 데 의의가 크다”고 말했다.

 

이 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 1일자에 실렸다.

 

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