(Researchers say the new desalination method could be useful for cleaning the contaminated water generated by hydraulic fracturing, or fracking. Shown here is a holding pit for fracking water. Credit: MIT)
해수 담수화는 기술 발전 및 물 수요 증가에 따라 점차로 확산추세에 있습니다. 바닷물에서 소금과 기타 물질을 제외해서 담수를 만드는 탈염 방식은 크게 물을 증발시키는 방식과 여과막으로 거르는 방식인데 전자는 에너지가 많이 들고 후자는 비싼 여과막이 필요하다는 문제점이 있습니다. 그래도 현재는 기술의 발전과 더불어 규모의 경제를 통해서 저렴한 가격으로 해수 담수화가 가능합니다.
하지만 그래도 기술 혁신의 여지는 남아있습니다. 가능하면 물을 끓이지도 않고 여과막을 사용하지도 않으면 탈염과정을 더 저렴하고 빠르게 만들 수 있을지 모릅니다.
MIT의 마틴 바잔트 교수(professor of chemical engineering and mathematics Martin Bazant)가 이끄는 연구팀은 필터나 물을 끓이는 과정 없이 전류를 이용해서 바닷물을 탈염하는 새로운 방식을 개발했습니다. 원리적으로 본다면 매우 획기적인 방식이라고 할 수 있습니다.
일단 불순물을 제거하는 전처리를 한 바닷물은 (이 과정은 모든 탈염 공장에서 동일합니다. 일단 플랑크톤이나 물고기, 기타 오염 물질이 있는 상태에서 탈염 장치에 넣을 순 없으니까요) 다공성의 물질 사이를 통과하게 됩니다. 이 경우에는 작은 유리 알갱이인 프리트(frit) 사이를 통과한다고 합니다. 동시에 바닷물에 전류를 흘려보내면 Na+/CI- 이온이 한쪽으로 이동하면서 탈염이 되는 방식입니다. (아래 모식도)
(Diagram of the new process shows how a shockwave (red line) is generated in salty water flowing through a porous medium, with a voltage applied to membranes (green) at each side of the vessel. The shockwave pushed the salt ions off to one side of the flow, leaving fresh water at the other side, where it can be separated out. )
이 새로운 방식은 필터의 존재가 필요없고 물을 끓일 필요도 없다는 점에서 획기적입니다. 또 원리상 염분 뿐만 아니라 다양한 물질들을 물에서 제거하거나 반대로 농축할 수 있어 어쩌면 다양한 분야에서 응용이 가능할 수 있습니다.
다만 실제로 기존의 방식보다 더 효율적이고 경제적으로 염분을 제거할 수 있는지는 앞으로 검증이 필요합니다. 결국 획기적인 방식이냐 보다는 경제적이고 효과적이냐가 상용화 여부를 결정하게 마련입니다. 아무튼 재미있는 방식임에는 틀림없어 보입니다.
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