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탄소나노튜브 분리막으로 염분 제거 및 물의 정화

전문가 제언: ○ 인간이 사용할 수 있는 지구의 물 공급량은 한 해에 9,000㎦이며, 그 가운데 인간이 실제로 쓰는 양은 약 48%인 4,300㎦이다. 미국 인구 통계국의 조사로 전 세계 인구는 1999년 60억 명을 돌파한 데 이어 2025년에는 83억 명, 2050년에는 100억 명에 이를 것으로 추산된다. 또한, 세계 50개국을 대상으로 한 1인당 물 이용 가능량은 1950년에 5만 68㎥에서 1990년에는 2만 8,662㎥로, 2025년에는 2만 4,795㎥로 지속해서 줄어들 것으로 예상한다.

○ “2020년에 전 세계적으로 28개국 3억 4,000만 명이 물이 부족하며, 2025년에는 52개국 약 30억 명이 물 부족을 겪게 될 것으로 예측한다.”는 보고가 있다. 바닷물에서 염분과 용해물질을 제거하여 담수화하면 마시는 물을 비롯해 생활용수, 공업용수 등을 만들 수 있다. 해수를 담수화하는 방법에는 바닷물에 녹아있는 염분을 반 투과막으로 걸러내는 역삼투압 법과, 바닷물을 끓여 수증기를 냉각시켜 담수를 얻는 증발법이 있다. 증발법이 역삼투압 법보다 에너지 소비량이 3배나 더 많고 규모에도 제약이 따르기 때문에 역삼투압 법이 널리 사용된다.

○ 물 정화에 카본 나노튜브(CNTs), 금속 산화물 나노 입자, 제올라이트, 덴드리머 같은 나노 구조 재료를 이용하게 되었다. CNTs는 유량이 많고 선택성이 크며 부착물이 적어서 차세대 박막으로 유망하다. 본 연구에서 염분 제거와 물 정화에 CNTs를 사용하여 분리막 형성하는 방법을 소개하고 그 장점을 설명하였다.

○ CNTs는 매력적인 전기적, 광학적, 열적 및 기계적 특성이 있어서 과거 10년 동안 관심이 급증하였다. 또 분리막으로 사용할 때 분리 능이 크고 부착 등 결점을 없애는 장점이 있다. 그러나 CNTs를 사용에 제약 되는 것이 두 가지 요인이 있다. 첫째 더욱 저렴한 가격으로 대량 생산하는 방법을 찾아야 할 것이다. 둘째 잠재적인 독성과 생물학적 비호환성을 개선해야 한다.

저자: Soumitra Kar
자료유형: 학술정보