바닷물로 전기 만드는 무공해 발전기… "5년내 상용화 가능"

염분차발전 핵심부품 30배 저렴한 것으로 대체
에너지기술연구원, 1㎥ 크기 부품서 20㎾ 생산

바닷가. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 바다의 짠 성분을 이용해 전기를 생산하는 기술을 상용화하는데 필요한 부품개발에 성공했다. 연구진은 물 속 염분의 차이를 이용하는 염분차 발전 부품을 기존보다 30배 낮출 수 있는 것으로 대체했다. 이를 이용해 3년내 파일럿 발전시설을 만들고 상용화를 준비할 계획이라고 설명했다.

한국에너지기술연구원은 제주글로벌신재생에너지연구센터에서 염분차 발전을 연구개발하고 있다. 해양융복합연구팀 정남조 박사는 염분차발전 핵심 부품에 백금 대신 이황화몰리브덴을 사용하는데 성공했다고 밝혔다.

염분차 발전은 바닷물에서 민물로 염분이 넘어가면서 양이온과 음이온이 서로 이동해 전자를 주고 받는데 이 반응을 유도하는 부품, 즉 촉매의 주재료가 백금이었다. 정남조 박사는 "백금을 이용해 1㎡ 크기의 부품을 만드는데 300만원이 필요하지만 이황화몰리브덴으로 대체하면 재료값이 10만원도 들지 않는다"고 말했다.

연구팀은 이황화몰리브덴을 사용한 성능 실험 결과 백금과 거의 동등하거나 더 높은 성능을 확인했다.

염분차발전의 부품은 양 전극과 분리막 등으로 이뤄졌는데 연구팀이 1㎡ 크기로 만들어 전력을 생산한 결과 3W정도 나온다. 정 박사는 염분차발전이 1㎡당 2W 이상이면 경제성이 있다고 설명했다. 이를 최적화 시켜 층층이 쌓아 1㎥ 크기의 부품으로 만들면 현재 10~20㎾의 전력이 생산된다.

한국에너지기술연구원 정남조 박사 해양융복합연구팀이 제주글로벌신재생에너지연구센터의 염분차 발전 실험 설비 앞에서 기념촬영을 하고 있다. 한국에너지기술연구원 제공

정 박사는 단독 발전시설로 만들기 위해서는 해결해야 할 일들이 있다고 설명했다. 가장 중요한 것은 해수담수화 설비처럼 물 속의 이물질을 걸러내야 한다. 이물질이 발전부품 속 분리막이나 전극에 문제를 일으킬 수 있기 때문이다.

또 발전시설은 큰 설비를 건설해야 해 토목비용도 만만치 않다. 이 비용을 상쇄할 수 있는 방법은 다른 시설과 함께 연계하는 것이다. 염분차발전은 염분의 농도가 크며 클수록 더 많은 전력을 생산할 수 있다. 국내 대형 공장에서 나오는 폐염수다. 공장에서 나오는 폐염수는 희석하거나 정화처리를 한 뒤에 버려야 한다. 정 박사는 "정화처리비용이 적지 않아 염분차발전을 적용하면 적절하게 희석이 가능해 산업공정과 연계하면 경제성을 더 높일 수 있다"고 설명했다.

현재 네덜란드가 50㎾급 염분차 발전기를 만들어 운용하고 있다.

네덜란드의 염분차 발전기는 관람용이라고 보는 것이 무방하다. 실제 가정에 전력을 공급해 사용하려면 최소 ㎿급으로 만들어야 한다.

그는 향후 3년내 200㎾급 파일럿 발전시설을 만들어 시험 가동하면 5년내에는 실제 가정에 공급할 수 있는 ㎿급 전력을 생산할 수 있을 것이라고 전망했다.

[e-mail] 김만기 기자