공장폐수 정화하니 전기가 생산된다…'정수발전 분리막' 개발

장지수 KIST 선임연구원팀, 물 정화 필터·전도성 고분자 결합한 분리막 개발
"제작 공정 간단해 상용화 가능성 커"…웨어러블·선박 등 활용 기대

공장에서 버려지는 폐수를 식수로 정화하면서 덤으로 전기까지 만들어내는 분리막이 개발됐다.

몸에 부착해 땀을 물로 바꿔 전력을 만들거나, 선박 표면에 붙여 바닷물을 식수로 만들고 선박 비상 전력원도 공급하는 등 다양한 용도로 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 장지수 전자재료연구센터 선임연구원팀이 윤태광 명지대학교 신소재공학과 교수팀과 공동연구를 통해 오·폐수나 바닷물, 지하수 등 다양한 물 자원을 정화함과 동시에 전기를 연속적으로 생산하는 분리막을 개발했다고 7일 밝혔다.

연구팀은 물을 정화하는 다공성 필터 분리막과 전기가 통하는 전도성 고분자를 샌드위치 구조로 결합해 물이 분리막을 수직으로 통과하면 정화되고, 동시에 분리막을 적시며 퍼져나가는 물은 전도성 고분자와 반응해 전기를 만들어내도록 했다.

개발한 분리막은 10㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1ｍ) 크기 오염물질을 95% 이상 제거할 수 있으며, 10㎕(마이크로리터·1㎕는 100만분의 1ℓ) 물만 있으면 3시간 이상 전력을 만들 수 있다고 연구팀은 설명했다.

분리막은 용액 프린팅 공정으로 크기 제한 없이 제작할 수 있고 만드는 데 드는 시간을 줄여 상용화 가능성이 크다고 연구팀은 덧붙였다.

연구팀은 화학공장 등 실제 공장 현장에 적용한 후속 연구를 진행하고, 향후 바닷물 정화 등에 활용할 수 있도록 개선할 예정이라고 밝혔다.

장 선임연구원은 "물 부족 문제 해결과 친환경 에너지 생산이 동시에 가능한 신기술로 수질 관리시스템 및 비상전력 시스템으로도 응용 가능성이 매우 크다"고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼스' 최신 호에 표지논문으로 실렸다.

/연합뉴스