강과 바다 만나는 곳이면 어디든…‘염분차’ 이용한 발전 기술 개발

강과 바다 만나는 곳이면 어디든 친환경 발전소를 건설 할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

최희철 광주과학기술원(GIST) 지구¤환경공학부 교수팀은 바닷물과 강물의 염분차를 이용해 전기를 생산할 수 있는 ‘나노기반 초박형 분리막’을 개발했다고 15일 밝혔다.

이 분리막을 이용하면 민물과 바닷물의 염분 농도 차이를 이용해 전기를 생산할 수 있는 염분차(鹽分差) 발전의 효율을 큰 폭으로 높일 수 있을 것으로 보인다.

물은 통과하지만 소금은 통과하지 못하는 ‘반투막’으로 강물과 바닷물을 분리할 경우, 염분이 높은 바닷물 쪽으로 수분이 이동하는 현상을 ‘삼투압’ 현상이라고 부른다. 연구팀이 개발한 분리막은 기존 방식에 비해 바닷물 함유된 이온을 안정적으로 분리하면서도 물의 투과성은 2배 이상 높다. 실험 결과 기존 대비 110% 향상된 효율을 보였다.

연구진은 이 압력을 실제 바닷물과 강물이 만나는 연안 등에 설치하면 최대 270m 높이의 폭포에서 물을 떨어뜨리는 것과 같은 압력을 가지게 될 것으로 예상했다. 이 힘을 이용해 터빈을 돌리는 ‘압력지연삼투 공정’을 구성하면 무공해 발전소 건설이 가능해 진다.

염분차 발전은 24시간 안정적으로 전기를 생산할 수 있어 화력이나 원자력 발전처럼 전력망 유지 효과가 큰 것이 장점이다. 태양광이나 풍력 발전도 친환경 발전기술로 주목받고 있지만 햇빛이 있거나 바람이 불어야만 발전이 가능해 보조적으로 쓰이고 있다.

최 교수는 “이번 연구 성과로 다른 나라와의 대체에너지 개발 경쟁에서 우위를 점할 수 있을 것”이라며 “발전 뿐 아니라 해수담수화 공정에도 활용할 수 있어 국내 기술의 해외 수출에서 경쟁력을 높일 수 있다”고 말했다.

이번 연구 결과는 올 1월 화학 공학 분야 세계적인 학술지인 케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)에 게재됐다. 공학 분야 국제 연구정보 서비스 ‘어드밴시스 인 엔지니어링’이 발표하는 ‘주목해야 할 발견(Key Scientific Article)’으로도 선정됐다.

전승민 동아사이언스기자enhanced@donga.com