화학硏, 전기투석 공정 교환막 개발...日에 이어 세계 2번째

국내 연구진이 해수, 폐수를 정화하고 폐수 속에 녹아있는 유기산이나 희소금속자원을 회수할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.한국화학연구원 김정훈, 장봉준 박사 공동연구팀은 바닷물을 담수로 바꾸고 오염된 물을 정화하는 한편 폐수 속에 섞인 고부가가치 자원을 회수할 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 기술은 일본에 이어 세계 2번째로 개발한 것으로 국내외 특허 15건을 등록하고 현재 상업화를 위한 연구를 진행 중에 있다.

전기투석 공정은 양(+)이온 교환막과 음(-)이온 교환막 수 백장이 교대로 배열된 장치에 전기를 공급하면 물 속에 있는 이온성 물질들이 각각의 극에 끌려가 걸러지고 농축되는 기술이다.

전기투석 공정은 바닷물 속 염화나트륨, 황산마그네슘, 염화칼슘 등을 제거해 소금을 만들거나 해수 담수화, 해양 심층수 제조에 쓰이거나 공업용 폐수 속에 포함된 카드뮴, 구리, 납 같은 중금속과 비소, 염소, 불소 등 유해음이온을 분리 정화하는데 활용된다. 최근에는 실크 아미노산, 부릴산 같은 바이오분야 핵심 유기산이나 신재생 에너지에 많이 쓰이는 희귀금속자원을 회수하는데도 쓰이고 있다.

이 같은 공정이 효과적으로 작동하기 위해서는 교환막이 잘 기능해야 한다. 지금까지 쓰이고 있는 교환막들은 분리효율이 낮고 전기 에너지가 많이 쓰이거나 설치 비용이 많이 든다는 단점이 있었다.연구팀은 고분자 물질에 여러 화학물질을 첨가해 교환막을 만들었는데 기존의 것들보다 얇고 투명하며 기계적 강도가 높은 것으로 확인됐다. 또 양이온과 음이온을 잘 분리할 수 있는 것으로 조사되기도 했다.

장봉준 박사는 “지난 8년간 수많은 연구와 시행착오를 거쳐 기존 제품의 성능을 뛰어넘는 교환막을 개발할 수 있었다”며 “대규모 상업화가 이뤄질 경우 전기투석 공정과 플랜트의 수입대체 효과는 물론 에너지 저감효과도 있을 것”이라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr