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일본 기업 섯거라! 해수-폐수 정화 핵심 부품, 세계 두 번째 개발

2018년 07월 04일 17:48

한국화학연구원은 김정훈 탄소자원화연구소 박사팀이 해수나 폐수 정화에 필요한 미세한 거름막(체)인 ‘이온교환막’을 일본에 이어 세계 두 번째로 개발했다고 4일 밝혔다. 현재 일본 기업 두 곳만 독점적으로 보유한 기술로, 상업화할 경우 연간 최대 수백억 원의 수입 대체 효과를 거둘 수 것으로 기대를 모은다.

 

이온교환막은 물 속 불순물을 전기적 성질을 이용해 분리하는 ‘전기투석’의 핵심 부품이다. 이온은 양(+) 또는 음(-)의 전기적 성질을 띤 원자를 말하는데, 물 속에 녹아 있는 성분은 대부분 이 두 전기적 성질 중 하나를 띤다. 이온교환막은 이런 이온을 끌어당겨 따로 모으는 방식으로 불순물을 거른다. 양 또는 음이온을 각각 모으는 이온교환막을 수백 장 겹쳐 쌓으면 두 이온을 효율적으로 분리, 농축시킬 수 있다.


김 박사팀은 이런 교환막을 만들기 위해 8년간 연구했다. 먼저 양이온교환막을 위해 플라스틱의 일종인 스타이렌 분자에 여러 가지 첨가제를 섞은 뒤 ‘뼈대’에 해당하는 고분자물질 (폴리올레핀)에 코팅했다. 그 뒤 똑 같은 분자를 길게 이어주고 화학처리를 해 양이온교환막을 완성했다. 마찬가지로 비슷한 방식으로 재료만 바꿔 음이온교환막도 만들었다.

 

이미지 확대하기개발한 이온교환막을 쌓아 만든 전기투석모듈. - 사진 제공 한국화학연구원
개발한 이온교환막을 쌓아 만든 전기투석모듈. - 사진 제공 한국화학연구원

이 이온교환막이 얇고 투명하면서도 튼튼하다는 특징을 가졌다고 연구팀은 밝혔다. 또 전기저항이 낮아 각각 양과 음 전기를 띤 이온들을 효율적으로 분리할 수 있음도 확인했다. 이 과정에서 중금속과 유해물질이 효과적으로 제거됐고, 부틸산 등 유용한 유기산이나 리튬과 마그네슘 등 구하기 힘든 금속 자원도 회수할 수 있었다. 연구팀이 새 이온교환막을 기존 전기투석플랜트에 설치해 실험해 본 결과, 이미 상용화된 일본 제품을 능가하는 성능을 보였다. 


연구팀은 “전기투석용 이온교환막 시장은 국내만 약 200억 원, 세계는 2000억 원 규모”라며 “신재생에너지 분야가 성장하는 만큼 관련 시장은 더 커질 것”이라고 말했다. 김 박사는 “국내외에서 특허 15개를 등록했다”며 “기술이전 및 상업화에 나서겠다”고 말했다. 
 

 

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