인 회수·살균 동시 가능한 신소재 개발

생활 하수. 게티이미지뱅크 제공

국내 연구진이 단시간에 인을 고효율로 회수하고 동시에 유해 미생물을 살균할 수 있는 신소재를 개발했다. 개발한 신소재는 하수처리장, 스마트팜, 산업단지에서 획기적인 수(水)처리 기술로 활용될 수 있다. 

한국과학기술연구원(KIST)은 최재우·조경진 물자원순환연구단 책임연구원 연구팀은 짧은 시간 내에 인을 회수하고 동시에 유해 미생물을 살균할 수 있는 수 처리 신소재를 개발했다고 21일 밝혔다. 

연구팀은 ‘성게 모양’의 나노 구조를 활용해 신소재를 개발했다. 개발한 소재는 1kg당 약 1.1kg의 인산염을 5분 만에 회수할 수 있다. 

개발한 신소재는 전기 없이 작동 가능한 친환경 시스템으로 활용할 수 있다. 외부에서 자석의 자기장을 활용해 소재의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있기 때문이다. 별도의 동력 없이도 효율적인 수처리가 가능하도록 설계된 것이다.

기존 수처리 기술 대비 소비되는 에너지를 99% 이상 절감할 수 있다. 탄소 배출과 에너지 비용을 줄일 수 있어 물 부족과 기후 위기에 대응하는 유망한 대안 기술이 될 수 있는 것이다. 에너지 인프라가 부족한 지역이나 농촌 지역에서도 활용이 용이하다.

개발된 신소재와 제어 기술은 하수처리장, 정수장, 축산 및 산업 폐수 처리 현장 등 다양한 수처리 환경에 적용 가능하다. 인과 같은 영양염류 농도가 높은 산업·농업 현장에서 녹조 유발 물질 제거와 자원 회수를 동시에 할 수 있다. 물속의 총대장균군을 효과적으로 살균하는 동시에 녹조의 원인이 되는 인을 빠르게 제거·회수할 수 있다. 

회수된 인은 비료, 청관제, 세제 등 다양한 산업 소재로 재활용이 가능해 단순 정화를 넘어 순환 경제 실현에도 기여할 수 있다.

향후에는 휴대형 수처리 장치, 자연재해 대응용 응급 정화 시스템, 저개발국가용 이동식 설비 등으로도 확대 적용이 기대된다. 공공 상하수도 시스템은 물론 스마트팜, 정밀농업, 친환경 산업단지 등 다양한 친환경 기술 기반 산업 분야에서도 활용될 수 있다.
 

[이채린 기자 rini113@donga.com]