DGIST 연구팀, 값싼 원료로 수질 정화 가능한 친환경 소재 개발

재활용에 높은 열에너지 필요 없어… “경제성 우수”

박치영 DGIST 에너지공학과 교수팀. /DGIST 제공

태양광을 이용해 가격은 낮추고 효율은 높인 수질 정화 기술이 개발됐다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 박치영 에너지공학과 교수팀이 수중 페놀계 유기오염물을 빠르게 제거할 수 있는 ‘비정형 다공성 고분자 소재’를 개발했다고 20일 밝혔다.

연구팀이 개발한 다공성 소재는 광열효과를 바탕으로 물속 미세플라스틱과 크기가 매우 작은 VOC(비점이 낮아서 쉽게 증발하는 액체·기체 휘발성 유기 화합물)를 제거할 수 있다.

그동안 화학 산업 발전으로 수질오염이 심해지면서 다양한 수질 정화 기술·소재가 개발됐다. 대부분 오염물질을 흡착시키는 탄소 기반 다공성 소재인데, 흡착 속도가 느리고 재활용 시 높은 열에너지가 필요하다는 문제점이 있었다. 재활용성·고효율성·경제성을 동시에 충족시키는 소재를 개발하기 어려웠다.

연구팀은 값싼 전구체를 반응시켜 흡착 성능과 광열 특성이 뛰어난 다공성 고분자를 합성하고, 추가적인 산화 반응을 실험했다. 여기에 친수성 작용기를 도입해 수중 환경에서 미세 오염물질을 빠르게 흡착할 수 있도록 만들었다.

이번에 개발된 고분자는 높은 열에너지를 사용하지 않아도 성능 손실 없이 여러 번 사용할 수 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 고분자가 태양광을 열로 전환해 물을 증발시키는 수처리 분리막을 제작했다. 태양광을 통해 오염물을 정화할 수 있는, 향후 상업화가 가능한 고효율 흡착 소재가 될 수 있는 셈이다.

박치영 교수는 “이번에 개발한 기술은 페놀계 미세플라스틱과 VOC를 초고속으로 완전히 정화하는 독보적인 수질 정화 기술”이라며 “경제성이 우수하고, 전력이 없는 지역에서도 오염수를 정화해서 식수를 공급할 수 있는 기술이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

연구 결과는 재료 분야 국제학술지인 ‘어드벤스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’의 올해 50호 표지 논문으로 선정됐다.

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