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24시간 전기 만드는 ‘염분차 발전’ 기술 확보했다

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24시간 전기 만드는 ‘염분차 발전’ 기술 확보했다

2015.08.11 18:00
염분차발전 설비와 그에 필요한 기술을 표현한 모식도. - 한국에너지기술연구원 제공
염분차발전 설비와 그에 필요한 기술을 표현한 모식도. - 한국에너지기술연구원 제공

국내 연구진이 바닷물과 민물의 염분 농도 차이를 이용한 친환경 발전 핵심 기술을 개발하는 데 성공했다.

 

정남조 한국에너지기술연구원 책임연구원팀은 킬로와트(kW)급 염분차발전 설비를 순수 국내 기술로 개발했다고 11일 밝혔다.

 

친환경 대체에너지로 부상하고 있는 태양광과 풍력발전은 햇빛이나 바람의 변화에 따라 발전 효율이 달라지고 하루 종일 전기를 만들 수 없다는 단점이 있다.

 

이 단점을 해소하기 위해 대용량에너지저장장치(ESS) 기술을 추가로 연구 중이지만 효율이 떨어져 상용화의 걸림돌이 돼 왔다.

 

염분차발전은 바닷물에 들어 있는 염화나트륨(소금) 등의 물질을 양이온과 음이온으로 분리해 전압을 발생시키거나 바닷물과 민물의 농도차로 생기는 삼투압을 이용해 발전기 터빈을 돌려 전기를 만든다. 바닷가에서 24시간 안정적으로 전기를 생산할 수 있게 되는 것이다.

 

연구진은 이온을 분리하는 ‘역전기투석 방식’과 삼투압을 이용하는 ‘압력지연삼투 방식’에 해당하는 핵심 기술을 자체개발하는 데 성공했다. 연구진이 개발한 역전기투석용 이온교환 분리막은 두께가 기존 제품의 4분의 1에 불과하지만 단위 면적당 전기를 생산하는 성능은 10% 이상 뛰어나다. 반면 제조 원가는 절반 이하로 낮다.

 

한국에너지기술연구원 제공
정남조 책임연구원. 한국에너지기술연구원 제공

연구진은 압력지연삼투 방식에 쓰이는 지름 1㎜짜리 빨대 모양의 삼투막과 이를 10㎝ 두께로 묶은 모듈도 세계 최초로 개발했다. 이 기술을 이용하면 염분차발전 뿐만 아니라 해수담수화와 정수기 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.

 

정 연구원은 “자체 개발한 핵심 기술을 이용해 내년부터 제주도에 20kW급 발전기 건설에 돌입할 것”이라며 “2020년까지 염분차발전으로 전기자동차용 전력을 공급하는 실증 시험을 진행한 뒤 2025년께 상용화하는 것이 목표”라고 말했다.

 

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