바닷물로 식수·전기·리튬까지 만들었다

생산기술연구원, 순환형 에너지 시스템 개발
해수담수화 장치에 발전·리튬추출 기능 추가

한국생산기술연구원 한러혁신센터 정다운 박사팀이 개발한 증산발전 장치. 모듈 하나당 9개에서 총 4.5V의 전기를 만들어낸다. 생산기술연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국생산기술연구원 한러혁신센터 정다운 박사팀이 바닷물을 담수로 만드는 장치에 발전 기능과 리튬 추출 기능까지 결합한 '순환형 에너지 시스템'을 개발했다. 이 시스템에 들어가는 발전 부품은 한개당 0.5V의 전기를 만들어냈으며, 이 전기로 바닷물에서 담수와 리튬을 뽑아냈다.

정다운 박사는 8일 "다른 담수 생산방식보다 저렴한 비용으로 고순도 리튬까지 추출할 수 있어 경제성 있는 리튬 생산을 위해 기업과의 스케일업 연구를 추진 중"이라고 말했다.

연구진은 우선 해수담수화 장치를 만들기전 전기투석 방식에 주목했다. 이 방식은 다른 방식에 비해 전기를 많이 사용하지 않는다.

또 전기투석 방식용 담수화 장치를 작동시키기 위한 전력을 증산발전 장치로 해결했다. 증산발전 부품은 한 쪽에 물을 주입하면 모세관 현상에 의해 반대쪽 건조한 방향으로 물이 흐르면서 그 차이로 전기를 만든다. 한 번만 물을 주입하면 공기 중 수분을 자동으로 흡수해 자가 발전하는 순환형 시스템이다.

한국생산기술연구원 한러혁신센터 정다운 박사팀이 개발한 리튬 농축시스템을 통해 리튬 파우더를 추출했다. 생산기술연구원 제공

이 증산발전 장치는 한 개당 0.4~0.5V의 전기를 만들며, 3개 연결하면 1.5V 건전지 한 개와 같은 전력량이다. 이 장치를 서로 연결하는 방식으로 전기생산량을 조절할 수 있다.

다음으로 전기투석 방식으로 바닷물에서 담수와 리튬을 뽑아내는 장치를 만들었다. 장치 내부의 특수한 분리막 2개는 중앙에 바닷물을 주입하면 계속 순환하면서 한쪽으로는 담수가, 다른쪽으로는 리튬 농축수가 만들어진다.

이와함께 연구진은 리튬 농축수에서 리튬을 분리해 분말화 하는 공정도 함께 개발했다. 이렇게 얻은 리튬 분말은 세라믹연구원 공인인증 결과, 실용화 가능 수준인 99.6%의 고순도였다.

현재 기업과 함께 리튬 생산 규모를 키우기 위한 연구를 추진하고 있다.

[e-mail] 김만기 기자