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[미국] 텍사스대, 비용절약형 담수화 멤브레인 개발
이름 관리자 waterindustry@hanmail.net 작성일 2021.01.11 조회수 150
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[미국] 텍사스대, 비용절약형 담수화 멤브레인 개발

 

 

텍사스 대 오스틴캠퍼스(The University of Texas at Austin)와 펜실베니아 주립대(Pennsylvania State University) 연구팀이 수년간 과학자들의 골머리를 썩게했던 문제 해결 가능성을 발견했다.

 

담수화 멤브레인은 물에서 소금 및 기타 화학 물질을 제거하는 기법으로, 사회 보건에 있어서 중요한 과정이다. 농업, 에너지 생산 및 식수를 위해 수십억㎥의 물을 정화한다. 소금물을 밀어내 깨끗한 물이 반대편으로 걸러지는데, 이는 무척 간단해 보이는 아이디어지만 여전히 과학자들에게는 복잡하고 어려운 연구였다.

 

텍사스 대와 펜실베이니아 주립대 연구팀은 듀폰 워터 솔루션(DuPont Water Solutions)과 협력하여 이 공정에서 풀리지 않는 의문점을 중요한 측면에서 해결하고, 깨끗한 물생산 비용을 줄일 수 있는 길을 열게 했다.

 

또 연구원들은 담수화 멤브레인이 밀도와 질량 분포가 일치하지 않아, 성능을 저해할 수 있다고 판단했다. 나노 스케일(nanoscale)의 균일한 밀도가 담수화 멤브레인이 생성할 수 있는 깨끗한 물의 양을 늘리는 핵심이기 때문이다.

 

텍사스 대 오스틴캠퍼스의 토목·건축 및 환경 공학과 부교수 마니쉬 쿠마르(Manish Kumar)는 “역삼투막은 물정화에 널리 쓰이지만, 여전히 우리가 모르는 것이 많다”면서 “물이 어떻게 통과하는지 실제로 말할 수 없었기때문에 지난 40년 동안 모든 연구는 어둠 속에서 이루어졌다”고 설명했다.

 

역삼투막은 한쪽의 염분 사료용액에 압력을 가하여 작용한다. 미네랄은 물이 통과하는 동안 그곳에 머무른다. 비막 담수화 과정보다 더 효율적이기는 하지만 여전히 많은 양의 에너지가 필요하며, 막의 효율성을 개선하면 이러한 부담을 줄일 수 있다고 연구원들은 설명을 덧붙였다.

 

해당 연구를 공동으로 참여한 펜실베이니아 주립대 화학공학 교수 엔리케 고메즈(Enrique Gomez)는 “담수 관리는 전 세계적으로 중요한 과제가 되고 있다”라면서 “물부족, 가뭄 등 심각한 기후변화로 인해, 이 문제는 더욱 심각해질 것으로 예상된다. 특히 자원이 부족한 지역에서는 깨끗한 물을 확보하는 것이 매우 중요해 질 것”이라고 전했다.

 

한편, 수많은 담수화 제품을 생산하고 있는 국립과학재단(The National Science Foundation)과 듀폰 워터 솔루션이 이 연구에 자금을 지원했으며, 연구는 『사이언스(Science)』 지에도 게재됐다.

 

해당 연구 논문에 따르면, 테스트한 멤브레인의 효율성이 30%∼40%를 기록했으며 에너지를 크게 덜 사용하면서 더 많은 물을 청소할 수 있음을 증명했다고 밝혔다. 이 같은 발견을 통해, 깨끗한 물에 대한 접근성을 높이고 각 가정과 대형 수처리 시설 사용자 모두에게 물요금을 낮추는 결과를 입증할 것으로 기대하고 있다.

 

[출처 = Water World(https://www.waterworld.com/technologies/filtration/press-release/14189705/desalination-breakthrough-could-lead-to-cheaper-water-filtration) / 2021년 1월 4일]

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