바닷물의 담수화, 작은 칩 하나로 OK~ (KISTI)

 

 

 

USB 크기의 칩으로 바닷물을 담수화할 수 있는 기술이 개발됐다.

미국 텍사스대 리차드 크룩스 교수와 독일 마르부르크 대 울리히 탈라레크 교수 공동연구팀은 전기장을 이용해 바닷물을 담수로 만드는 ‘워터칩(water chip)’을 개발했다.

워터칩은 USB 크기의 플라스틱 칩으로 머리카락 굵기의 마이크로 채널 2개가 양방향으로 뻗어 나와 있고 안에는 전극이 있어 마이크로 채널이 연결돼 있다. 이 칩에 바닷물을 담고 약 3V의 전기를 가해준 결과 2개의 마이크로 채널 중 한쪽에는 염을, 다른 한쪽에는 소금이 없는 담수가 흐르게 하는데 성공했다.

칩 안의 전극은 마이크로 채널과 연결돼 있는데, 전기가 가해지는 순간 전극이 바닷물 내의 염화이온의 일부를 중화시키는 것이다. 즉 전극 주변에 자기장이 만들어지면서 물과 염 이온을 서로 분리시키는 것. 이렇게 분리된 담수는 마이크로 채널을 따라 흘러나와 분당 약 40 나노리터가 만들어 진다.

현재 국내의 해수담수화 시설은 대부분 역삼투압 방식을 이용하고 있다. 이 방식은 분리막을 이용해 물과 염을 분리하는 것으로, 담수화 과정에 생기는 각종 부유물이 분리막을 막아 효율 저하와 수명 단축이라는 단점이 있었다. 이에 반해 워터칩은 분리막 없이도 해수에서 효과적으로 염을 제거할 수 있어 기존 담수화기술보다 간단하고 에너지를 적게 쓰는 것이 장점이다.

이 연구결과는 화학분야 권위지 ‘앙게반테 케미’ 최신호에 실렸다.