성균관대, '물-에너지 넥서스' 기술 개발…염·폐수 정화 효율화

(서울=뉴스1) 장성희 기자 = 성균관대는 박호석 화학공학부 교수 연구팀이 삼성전자 삼성리서치와의 공동연구를 통해 반도체·이차전지·디스플레이 등 고부가가치 산업 공정에서 발생하는 염·폐수를 효율적으로 처리하면서 이를 에너지 저장이나 자원 회수로 전환할 수 있는 신개념 '물-에너지 넥서스' 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

기존 오염수 처리 기술은 물속 이온을 전극에 물리적으로 붙였다 떼는 방식으로 처리해 에너지 소모가 크고 이온 선택성이 낮은 한계가 있었다.

그러나 이번 연구에서는 올해 노벨 화학상을 받은 금속유기골격체(MOF)의 특이한 이온 저장 메커니즘을 활용해 별도의 이온교환막 없이도 양이온과 음이온을 동시에 선택적으로 제거하거나 저장할 수 있는 고효율 전기화학 소자 원천 기술을 확보했다.

MOF는 금속 이온과 유기 리간드가 결합해 만든 3차원 다공성 구조체로, 가스 저장·촉매·센서 등 다양한 분야에 응용 가능한 첨단 소재다.

박 교수팀은 이 구조적 특성을 활용해 양이온과 음이온을 선택적으로 동시에 처리하면서, 약 76Wh/㎏의 낮은 에너지 소모로도 안정적으로 작동할 수 있는 전극 기술을 구현했다.

박 교수는 "이번 연구는 염·폐수를 단순히 정화하는 수준을 넘어, 재생에너지 전환과 자원화 가능성을 동시에 제시했다"며 "향후 이차전지, 담수화, 자원 회수 등 다양한 분야로 응용이 확대될 것"이라고 전망했다.

연구 성과는 에너지 분야 세계적 학술지 '줄'(Joule)에 지난 28일 자로 게재됐다.

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