물속 미세플라스틱을 걸러 없앤다

DGIST·생산기술연구원 공동연구로 만든 합작품
삼각뿔 모양의 겉표면 만들어 미세플라스틱 제거
제거율 21.4%에 1000번 반복사용해도 성능 유지

플라스틱 쓰레기. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 이주혁 교수팀과 한국생산기술연구원 조한철 박사팀이 물속 미세플라스틱을 걸러내는 친환경 필터를 세계 최초로 개발했다. 이 필터는 서로 다른 재료를 마찰해 전기를 만드는 '마찰대전 발전부품(TENG)'을 이용했다.

이 전기적 성격을 띤 발전부품을 물에 넣으면 물속 미세플라스틱이 달라붙는 원리다. 연구진이 만든 친환경 필터는 미세한 구멍을 갖고 있으며 평평한 구조가 아닌 마이크로미터 크기의 삼각뿔 모양이 발전부품 표면을 뒤덮고 있다.

6일 연구진에 따르면, 이 친환경 필터는 기존의 발전부품보다도 미세플라스틱 제거율이 5.6배 높았다.

또한 발전부품 출력이 3배 이상 증가한 상태로 1000번 이상 안정적으로 작동했다.

이주혁 교수는 6일 "고전압 저전류의 TENG 기술을 통해 물속 미세플라스틱을 충분히 제거할 수 있는 친환경적이고 안전한 기술을 개발했다는 의미가 있다"고 설명했다.

이번에 개발한 친환경 발전부품은 이주혁 교수팀의 마찰대전 에너지 발전소자(TENG)와 조한철 박사팀의 전기 성질을 이용해 유기물질을 분리하는 '전기영동법'을 통한 입자제거 기술의 합작품다.

TENG는 물리 에너지를 통해 전기 에너지를 만들어내기 때문에 친환경적인 미세플라스틱 필터 제작이 가능하다. 또한, 마찰대전 에너지의 높은 전압 특성을 활용하기 때문에 특별한 외부 전원이 필요하지 않아 장소에 구애받지 않고 운용이 가능한 장점도 있다.

연구진은 개발한 다공성 미세구조 기반의 TENG를 실험했다. 그결과, 기존 TENG보다 3배 이상의 높은 출력을 나타냈다.

또, 마이크로사이즈의 미세플라스틱 입자제거율은 기존 TENG의 입자 제거율인 3.8%보다 약 5.6배 높은 21.4%를 달성했다. 이와함께, 이 기술은 마이크로 단위의 미세플라스틱 뿐만 아니라 나노사이즈의 산화아연, 이산화규소 등 다양한 미세 독성 입자들도 제거했다.

한편, 이번 연구결과는 에너지공학분야의 저명 국제 학술지 중의 하나인 '나노에너지(Nano Energy)'에 지난 6월 11일 온라인으로 출판, 학술지에는 9월 중 게재될 예정이다.

[e-mail] 김만기 기자