본문 바로가기

기획기사

한국에너지기술연구원 기획기사

미래에너지 '바닷물'에 답이 있다

  • 작성일 2016.07.04
  • 조회수 43962

 

미래에너지 '바닷물'에 답이 있다

에너지기술硏, 세계 최고 수준 '염분차발전' 및 '미생물전기분해 기술' 개발... 상용화 노력 '구슬땀'


 

최근까지 개발돼 온 신재생에너지는 풍력, 수력, 태양광/태양열, 지열 등 주로 육상을 대상으로 하고 있다.

하지만 육상 신재생에너지는 지형적 한계가 존재해 이를 극복할 수 있는 새로운 에너지원이 필요한 상황이다. 때문에 해양기반의 신재생에너지가 최근 새로운 화두로 떠오르고 있다.

연구원이 염분차발전시스템을 가동하고 있는 모습./사진제공=한국에너지기술연구원 제주글로벌연구센터.
연구원이 염분차발전시스템을 가동하고 있는 모습./사진제공=한국에너지기술연구원 제주글로벌연구센터.

 

이런 상황에서 바닷물과 민물의 농도 차이를 이용해 전기를 생산하는 '해양 염분차발전 기술'이 주목 받고 있다. 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라로서는 놓칠 수 없는 기술이다.

우리나라에서도 2012년부터 제주에 위치한 한국에너지기술연구원 산하 제주글로벌연구센터 해양융복합연구실이 이 연구를 주도하고 있다.

이 연구원의 정남조 박사 연구팀은 지난해 순수 자체기술로 'KW급 염분차발전 핵심기술'을 개발하고 현재 상용화를 위한 후속연구에 박차를 가하고 있다.

현재까지 전 세계적으로 개발된 염분차발전기술은 '역전기투석 방식'과 '압력지연삼투 방식'. '증기압축 발전', '혼합수력 발전', '혼합축전식 발전식' 등이 있다.

이 중 연구팀이 개발한 기술은 최근 기술적으로 가장 큰 성장을 보이고 있는 '역전기투석 방식'과 '압력지연삼투 방식'이다.

'역전기투석방식'은 이온교환막을 통해 바닷물과 민물 사이의 이온이 분리되고 이동할 때 발생하는 전위차를 이용, 전기를 생산하는 기술이다.

연구진은 이 방식의 500W급 염분차발전 기술을 개발했는가 하면 이온교환 분리막의 성능을 세계 최고 수준으로 끌어 올렸다.

이 기술은 에너지 손실은 최소와 하면서 안정적인 전기생산이 가능해 기존 염분차발전의 단점을 해결했다는 평가다.

또 이온교환 분리막은 나노크기의 기공에 이온교환 고분자를 채우는 세공충진 방식으로 제작돼 현재 세계 최고로 꼽히는 네덜란드 제품보다 전력밀도 성능이 10% 이상 향상됐다. 제조원가는 절반이하로 낮췄다.

특히 기존제품에 비해 4분의 1정도의 얇은 두께로 제작할 수 있어 염분차발전 모듈의 소형화까지 동시에 이룰 수 있게 됐다.

연구진이 개발한 또 다른 기술인 '압력지연삼투방식'은 물만 선택적으로 투과시킬 수 있는 삼투막을 바닷물과 민물사이에 두고 농도 차에 의해 발생되는 삼투압으로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 방식이다.

연구팀은 발전의 핵심 소재인 중공사 형태의 삼투막을 개발하고 이를 모듈화 할 수 있는 원천기술도 세계 최초로 확보했다.

이는 염분차발전 뿐만 아니라 삼투막을 사용하는 해수담수화나 정수기 등 다양한 응용분야에도 적용할 수 있는 성과라는게 연구진의 설명이다.

연구팀은 오는 2020년까지 20㎾급 염분차발전 파일롯플랜트와 핵심 기술 개발에 나서는 한편 실증연구도 지속적으로 진행할 계획이다.

 

미생물전기분해 실험장면./사진제공=한국에너지기술연구원 제주글로벌연구센터
미생물전기분해 실험장면./사진제공=한국에너지기술연구원 제주글로벌연구센터

 

아울러 연구진은 자연에서 얻은 해수를 해양 염분차발전에 사용하기 위해 전처리 과정인 '해수전처리용 미생물전기분해 기술'도 개발하는 등 최근 후속연구 성과도 속속 내고 있다.

이 기술은 해수 내 포함된 염분차발전 이온교환막 오염물질인 칼슘과 마그네슘을 제거하는데다 폐수와 같은 유기성 오염물질로부터도 에너지를 얻을 수 있다.

해수 전처리 과정 중 수소가스를 생성할 수 있고 이 수소를 향후 전기 생산 등에 이용할 수 있다.

연구책임자인 정남조 박사는 "이들 기술의 고효율화 연구에 역량을 집중해 우라니라가 선도적인 역할을 할 수 있도록 노력할 것"이라고 말했다.

 

-원본기사 : http://www.mt.co.kr/view/mtview.php?type=1&no=2016070410591127305&outlink=1

 

Print Back

페이지 11/14

전체 269건의 게시물이 조회되었습니다.

번호, 제목, 작성일, 조회수
2016.07.08 44,139
2016.07.05 51,218
2016.07.04 43,963
2016.06.26 43,176
2016.06.26 43,338
2016.06.26 41,967
2016.06.17 48,660
2016.05.31 37,290
2016.05.30 46,042
2016.05.04 48,405
2016.04.27 44,444
2016.04.27 46,257
2016.04.27 38,781
2016.03.15 48,478
2016.03.11 45,401
2016.03.07 45,525
2016.02.01 45,310
2016.02.01 49,121
2015.12.17 49,692
2015.12.17 45,903