한국에너지기술硏, 세계 첫 FCDi 해수담수화기술 개발

기사입력 : 2013년09월15일 11:30

최종수정 : 2013년09월15일 10:15

[제주=뉴스핌 양창균 기자] 국내 연구진이 세계에서 최초로 새로운 방식으로 바닷물에서 소금기를 제거해 담수를 생산하는 기술을 개발했다. 한국에너지기술연구원(KIER)이 고정된 코팅전극 대신에 신개념의 '흐름전극'을 이용한 무한축전 탈염기술 개발에 성공한 것이다.

이번 기술 확보로 우리나라는 향후 거대시장을 형성할 해외 해수담수화시장에서 유리한 고지를 확보하게 됐다. 해외에서도 이번 기술의 우수성을 인정받아 해당분야 최고 권위지에 연구내용이 게재됐다.

15일 한국에너지기술연구원에 따르면 이달 12일 제주시 구좌읍 소재 한국에너지기술연구원 글로벌연구센터에서 기자간담회를 갖고 세계에서 처음으로 흐름전극 방식의 해수담수화(FCDi) 원천기술을 확보했다고 발표했다.

이번 해수담수화기술이 의미를 갖는 것은 세계에서 최초로 새로운 방식인 흐름전극을 활용하고 있다는 점이다. 기존 기술은 고정 다공성 전극을 확용하고 있다.

특히 이번 방식은 해수담수화 과정에 사용되는 화석연료절감을 크게 절감할 뿐만 아니라 이산화탄소(CO2)배출도 줄이는 기술이라는 점에서 의미가 크다. 이에 따라 향후 해수담수화 과정에서 사용되는 에너지를 크게 줄이면서 담수를 확보할 수 있는 길이 열렸다.

한국에너지기술연구원 김동국 박사 연구팀은 "에너지 소모 수처리 기술인 CDi(축전식해수담수화)기술의 한계를 극복한 고농도의 해수담수화에 활용될 수 있는 흐름전극 기반의 FCDi 기술을 세계에서 최초로 개발했다"고 말했다.

연구팀은 또 "FCDi는 기존 CDi 기술에 사용되는 다공성 고정전극을 대신해 접전체 위에 형성된 유로(Microchannel)을 통해 흐르는 흐름전극을 활용하는 신개념 기술"이라고 덧붙였다.

현재 전세계적으로 물 부족은 심각한 상황이고 시간이 흐를수록 악화되는 추세이다.

물 풍요국가군에 속하는 중국이 오는 2030년 이후 물 부족국가군에 들어가는 것을 비롯해 25년 안에 전세계 5개 나라 가운데 1개 나라가 심각한 물부족 사태에 직면할 것이라는 예측도 제기됐다.

반기문 유엔 사무총장 역시 올해 초 세계 각국 지도자들에게 물 부족 문제의 심각성을 인식해줄 것을 촉구하고 나섰다.

반 사무총장은 지난 1월 24일 스위스 다보스에서 열린 세계경제포럼(WEF)을 통해 전세계 지도자들에게 "전세계의 신선한 물 자원이 하수구에 흘러가도록 하고 있다"며"우리 대부분은 물의 중요성을 인식하지 못하고 있다"며 이같이 강조했다.

이처럼 물 부족의 중요성이 커지고 있지만 해결하는 데에는 한계가 있다. 이 때문에 보완적으로 전세계에서 해수담수화기술이 안정적인 물 확보를 위한 대안기술로 떠오르고 있는 상황이다. 실제 증발법(다단플래쉬 방식인 MSF)이나 막분리법(역삼투법인 RO) 등의 경우 안정적인 물 확보를 위한 해수담수화 방법으로 상용화된 상태이다.

다만 증발법이나 막분리법등 기존 해수담수화기술에는 적지 않은 문제점이 숨어있다. 이러한 방식은 높은 소비에너지(MSF: 55-80 kwh/톤, RO:3-4 kwh/톤)가 요구되기 때문이다. 대량생산이 이뤄질 수록 소비되는 에너지량도 늘어나 부담요인이라는 것이다.

이 때문에 저에너지 소모의 CDi 기술이 전세계 연구자들에 의해 미래의 수처리 기술로 연구되고 있다. 이번 한국에너지기술연구원에서 개발에 성공한 FCDi 역시 최소 수십배에서 최대 수백배까지 에너지를 줄일 수 있는 기술.

한국에너지기술연구원은 이번 기술확보로 우리나라가 향후 수십조원규모로 커질 해외해수담수화 시장에서 선점효과를 낼 것으로 기대했다. 전세계 해수담수화 시장규모는 오는 2020년 25조원대로 크게 성장할 것으로 전망되고 있다. 또 국내 대기업은 물론 중동지역 국가에서도 높은 관심을 표명, 기술이전 협의가 진행되고 있다.

연구책임자인 김동국 박사는 "이번 연구를 통해 대용량화가 쉬운 저에너지소비 축전식탈염 기반의 해수담수화 원천기술과 흐름전극 활용 전력 저장및 에너지 회수기술을 개발했다"며 "사우디와 쿠웨이트등 물 부족국가, 국내 물산업 대기업 등과 FCDi기술이전을 협상하고 있다"고 설명했다.

그는 또 "저에너지소비형 해수담수화 원천기술 확보를 통해 미래의 물과 에너지 부족에 대비할 수 있다"며 "이번 기술을 통해 우리나라가 향후 세계 해수담수화 시장을 선점하는데 상당한 효과를 거둘 것"이라고 내다봤다.

한편 이번 연구개발 내용은 국내외 원천특허 4건으로 출원, 등록됐다. 또 에너지&환경 분야 국외 최고 권위지인 Energy& Environmental Science(Impact factor=9.61) 게재와 동시에 중요 논문으로 선정돼 기술의 우수성을 인정받았다.

또 영국 해외잡지(Chemistry Word)에도 연구내용이 게재됐다.

[제주=뉴스핌 Newspim] 양창균 기자 (yangck@newspim.com)

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