​국내 연구진, 맞춤형 해수담수화 분리막 제조기술 개발…생산 효율 80%↑

고려대 이정현 교수팀 성과

아주경제 김봉철 기자 = 국내 연구진이 나노기술을 이용해 바닷물을 먹을 수 있는 물(담수)로 바꾸는 분리막의 구조와 성능을 필요에 맞게 맞춤형으로 제조하는 기술을 개발했다.

고려대 이정현 교수팀은 26일 바닷물을 담수로 만드는 역삼투 분리막 제조에 1나노미터(㎚=10억분의 1ｍ) 이하의 얇은 막을 여러 층으로 쌓는 나노기술을 적용, 분리막의 성능과 구조를 원하는 대로 만드는 기술을 개발했다고 밝혔다.

역삼투 분리막은 물 분자는 통과시키고 소금 분자는 통과시키지 않는 역삼투압 원리를 이용한 것으로 해수담수화 장치에 널리 사용되지만 기존 분리막은 물리적·화학적 구조를 조절하기 어려운 ‘벌크’(bulk) 합성방식으로 만들어 성능과 내구성을 높이는 데 한계가 있었다.

연구진은 분리막의 재료인 유기 단량체(monomer)들을 지지체인 폴리아크릴로니트릴(PAN) 위에 한 층씩 결합시키는 나노기술(분자층상조립기술)을 개발, 한 층의 두께가 0.5㎚인 단량체를 40층 정도 쌓아 20㎚ 두께의 분리막을 만들었다.

이 기술로 제조된 분리막은 염분제거율은 98% 이상으로 기존 상용화 제품과 같으면서 물 투과율은 80% 이상 높은 것으로 나타났다.

같은 생산 조건에서 담수 생산량을 80% 이상 늘릴 수 있다는 의미다.

이 교수는 “분리막은 단량체를 한 층씩 쌓기 때문에 분리막 두께를 자유롭게 조절할 수 있고 화학구조 등을 균일하게 만들 수 있어 분리막의 구조와 성능을 필요에 맞게 조절할 수 있다”고 설명했다.

그는 또 “이 기술은 기존 선진 분리막 제조업체들이 보유한 기술과는 차별화된 것으로 향후 해수담수화 및 물처리 분리막 시장에서 국내 기술의 점유율을 높이는 데 기여할 것”이라며 “이 기술의 공정을 단순화하고 제조단가를 낮추는 연구를 계속 할 것”이라고 말했다.

한편 이 연구 결과는 나노분야 학술지 ‘ACS Nano’ 온라인판(1월 5일자)에 게재됐다.