한국에너지기술연구원 해양융복합연구실 정남조박사팀은 'kW(Kilowatt)급 염분차발전 핵심기술'을 개발했다고 11일 밝혔다.
염분차발전 기술은 바닷물과 민물의 농도 차이를 이용해 전기를 생산하는 기술로, 발전 과정에서 온실가스가 전혀 배출되지 않는 친환경 에너지 기술이어서 네덜란드와 일본 등이 관련 기술 개발에 열을 올리고 있다.
염분차발전의 전 세계 에너지 잠재량은 2.6TW(Terawatt)에 달한다. 이는 2천600개의 원자력발전소가 연간 생산하는 전력과 같은 양이다.
정 박사팀이 이번에 개발한 원천기술은 대표적인 염분차발전 방식인 '역전기투석 방식'과 '압력지연삼투 방식'이다.
역전기투석 방식은 스택 내 이온교환막을 통해 바닷물과 민물 사이의 이온이 분리되고 이동할 때 발생하는 전위차를 이용해 전기를 생산하는 방식이다.
연구팀은 역전기투석 방식의 500W급 염분차발전 스택을 개발해 kW급 모듈로 제작하는 기술을 개발했다.
이번 개발된 스택은 스택 내 압력으로 인한 에너지 손실을 최소화하면서 최대용량까지 늘릴 수 있어 안정적인 전기 생산이 가능하다고 정 박사는 설명했다.
발전을 할 때 스택 내 압력에 의해 에너지가 손실되는 기존 염분차발전의 단점을 해결한 것이다.
또 이온교환 분리막은 나노 크기의 기공에 이온교환 고분자를 채우는 세공충진방식으로 제작됐다.
이를 통해 전력밀도 성능을 10% 이상 향상시키고 제조원가를 대폭 낮출 수 있게됐다.
특히 기존 제품에 비해 4분의 1 정도의 얇은 두께(25μm)로 제작할 수 있어 염분차발전 스택과 모듈의 소형화까지 동시에 이룰 수 있게 됐다고 연구팀은 밝혔다.
압력지연삼투 방식은 물만 선택적으로 투과시킬 수 있는 삼투막을 바닷물과 민물 사이에 두고 농도 차에 의해 발생되는 삼투압으로, 터빈을 돌려 전기를 생산하는방식이다.
연구팀은 발전의 핵심 소재인 중공사 형태의 삼투막을 개발하고 이를 모듈화 할수 있는 원천기술도 확보했다.
빨대 모양으로 생긴 중공사 형태의 삼투막은 종이 형태의 평막에 비해 물의 이동 면적을 극대화할 수 있을 뿐 아니라 높은 전력밀도(9.0W/m²)를 나타내 우수성을입증했다.
정 박사는 "염분차발전은 앞으로 전 세계의 에너지 공급을 좌우할 핵심기술"이라며 "앞으로 국내 연구진이 염분차발전의 기술을 이끌 수 있도록 연구 역량을 집중하겠다"고 말했다.
sw21@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>
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