나노기술 및 정책 정보

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● 한국에너지기술연구원의 박철호 박사 연구팀이 해수 담수화와 같은 탈염공정에서 에너지 소비량을 혁신적으로 절감할 수 있는 이온선택성 나노 분리막을 개발

● 해수 담수화 기술은 세계적으로 주목받고 있지만, 많은 전기에너지가 필요하고, 또 전기를 만들기 위해 막대한 이산화탄소를 배출해 기후 변화를 초래

● 이에 연구팀은 기존 압력응답성 나노 여과막에 이온선택성을 갖는 새로운 나노 분리막을 개발

● 해당 나노 분리막은 기존 압력응답성 나노 여과막의 기본 성능에 1가 이온과 양이온 또는 음이온을 선택적으로 투과하는 기능을 추가하여 막을 사이에 두고 이온의 선택적 이동에 따라 전위차를 발생

● 특히, 전극의 전위차를 활용하기 위해 활성금속삽입 전극(Intercalation)을 도입해 에너지추출량을 증가시킴과 동시에 식수 사용도 가능하도록 함

● 이렇게 완성된 기술은 역삼투법 독립 시스템에 비해 소비되는 에너지를 약 51% 수준까지 획기적으로 저감

● 해당 기술은 산업 분야의 처리수 상태에 맞게 분리막과 전극이 쉽게 최적화될 수 있어 가시적 수치 이상으로 에너지 소비량을 절감시킬 수 있을 것으로 기대

※ 용어설명

- 탈염: 유체성분 속에 포함되어 있는 염분 물질을 제거하는 것

- 나노 여과막(Nanofiltration): 삼투압 이상의 압력을 가하면 물과 1가 이온(Na+ 또는 Cl-)만 투과하는 분리막

- 역삼투법: 역삼투법은 삼투압 이상의 압력에너지를 이용하여 물은 통과시키지만 용질(이온성 물질)은 거의 투과시키지 않아 깨끗한 물을 생산하는 공법

※ Nano Energy 게재(2022.04.01.), “Electrochemical energy-generating desalination system using a pressure-driven ion-selective nanomembrane”