제주 제주시 구좌읍 김녕리에 위치한 한국에너지기술연구원 제주글로벌연구센터. [제주글로벌연구센터 제공]

[헤럴드경제=이정아 기자] 국내 연구진이 바닷물과 민물의 농도 차를 이용해서 전기를 얻는 '염분차 발전' 기술의 핵심 원리를 밝히는 수학적 해석 모델을 개발했다.

한국에너지기술연구원은 김한기 제주글로벌연구센터 선임연구원이 해양염분차발전 기술의 이온전달 원리를 규명하는 수학 해석 모델을 개발했다고 최근 밝혔다. 연구 결과는 수자원 분야 국제학술지 ‘워터 리서치’ 11월호에 발표될 예정이다.

해양 염분차발전은 해수와 담수 사이의 염 농도 차이를 이용해 전기에너지를 생산하는 발전 방식이다. 이른바 ‘이온교환막’이라는 일종의 필터를 이용해 바닷물 속의 이온을 통과시키고 이 과정에서 얻는 에너지를 전기로 변환하는 방식으로 발전을 한다. 이를 역전기투석 방식이라고 한다.

그러나 기존의 수학적 해석 모델로는 다양한 이온교환막의 이온 전달 원리를 규명할 수 없어 정확한 성능을 분석하기 어려웠다.

연구진은 ‘전도성 이동 거리’(CTL)로 명명한 개념을 기존의 수학적 해석 모델에 도입했다.

전도성 이동 거리란 세공충진형 이온교환막 안에 물과 잘 결합하는 나노 구멍을 통해 이온이 이동한 거리를 의미한다. 일를 통해 이온교환막 내 나노 구멍의 비율과 전기 전도도를 계산해 이온 전달 과정을 해석하고 역전기투석의 성능의 예측 정확도를 높였다.

김한기 선임연구원은 “상용화 수준의 역전기투석 장치 설계 및 성능예측이 가능해 기술개발 속도를 높일 수 있을 것”이라며 “이온교환막 등의 소재 부품 국산화 기술 개발에도 크게 기여할 것”이라고 말했다.

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