▲ 한국기계연구원 열공정극한기술연구실 김유창 박사가 정삼투(FO)-역삼투(RO) 하이브리드 담수화 파일럿 플랜트를 소개하고 있다..

차세대 담수화 기술인 정삼투 공정을 적용해 바닷물을 먹는 물로 바꾸는 비용을 획기적으로 줄이는 기술이 세계 두 번째로 국내에서 개발됐다.

한국기계연구원(원장 직무대행 김석준)은 열공정극한기술연구실 김유창 박사팀이 기존의 역삼투식 단일공정 대비 에너지 소비를 20% 이상 저감한 정삼투(FO)-역삼투(RO) 하이브리드 담수화 공정을 개발하고, 실제 해수를 이용한 파일럿 실험에 성공했다고 9일 밝혔다.

담수화 기술로는 해수를 증발시켜 담수를 얻는 증발법과 삼투압보다 큰 압력을 가해 담수를 얻는 역삼투 기술이 있다. 정삼투 기술은 이보다 에너지 효율을 더욱 높인 차세대 담수화 기술이다.

이번에 김유창 박사팀이 개발한 ‘FO-RO 하이브리드 해수담수화 공정 기술’은 고농도 유도용액으로 삼투압차만으로 해수에서 물과 염을 분리하는 1차 정삼투 과정과, 희석된 유도용액에 압력을 가해 담수와 유도용질을 분리하는 2차 역삼투 과정으로 설계돼 있다.

이 기술을 통해 김 박사 팀은 해수담수화 보급의 가장 큰 장벽인 생산단가를 1톤당 1,000원 이하로 낮췄다. 이는 세계 최고 수준으로 국산화에 성공한 정삼투용 분리막(웅진케미컬 개발)도 기존 미국 HTI사 제품 대비 2배 수준으로 성능이 향상된 것을 확인했다.

연구책임자인 김유창 박사는 “정삼투식 담수화 기술은 이론적으로 가능성이 제시된 지 꽤 오래된 기술이지만 분리막의 성능한계 및 재분리의 어려움 등으로 실용화에 번번히 실패한 난제”였다며, “이번에 개발된 FO-RO 하이브리드 공정 기술은 담수화 뿐 아니라 하수처리, 초고염도 폐수의 농축처리 등에도 활용이 가능하다”고 밝혔다.

한편, 이 기술은 현재 10건의 특허가 국내외에 출원·등록됐으며, 관련 연구결과는 수처리 환경 분야의 권위 있는 저널인 ‘엔바이런멘털 사이언스 앤드 테크놀로지(Environmental Science & Technology)’에 게재됐다.