[뉴스] 서울대 해냈다…물·수소 에너지 동시 생산 기술 개발

물과 수소를 동시에 만드는 기술, 과연 어떻게 가능할까요? 서울대 연구팀이 기존의 한계를 뛰어넘는 새로운 에너지 회수형 정수 시스템을 개발하며, 미래 에너지 분야에 큰 돌파구를 제시했습니다. 최근 서울대학교 공과대학은 정제수와 수소를 동시에 생산하는 혁신적인 기술을 선보이며, ‘서울대 해냈다…물·수소 에너지 동시 생산 기술 개발’이라는 주제로 큰 관심을 받고 있습니다.

이 기술은 물 정화와 수소 생산을 하나의 시스템에서 동시에 수행할 수 있도록 하는 혁신적 플랫폼입니다. 기존의 담수화 시스템이나 수전해 방법과 달리, 단일 막 구조를 활용하여 에너지 손실을 최소화하며, 고압 펌프 없이도 작동이 가능합니다. 특히, 이온농도분극(Ion Concentration Polarization, ICP) 현상을 이용한 기술로, 한 번의 과정에서 염분 제거와 수소 생성이 동시에 일어나며, 휴대용 및 분산형 정수장치로의 확장도 기대됩니다.

이 시스템은 전기 에너지의 일부를 수소로 회수하는 것도 가능해, 자체 에너지 공급이 가능한 자립형 정수 장치로 발전할 전망입니다. 여러 환경 조건에서도 안정적으로 작동하며, 해수 환경에서도 효과를 발휘하는 등 실용성까지 확보하고 있어, 재난 현장이나 우주 환경에서도 활용할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.

이처럼 서울대학교 연구팀의 기술은 친환경 에너지와 물 자원 문제를 동시에 해결할 수 있는 핵심 솔루션으로 기대를 모으고 있습니다. 앞으로 이 기술이 얼마나 빠르게 실용화되어, 우리의 미래 에너지 패러다임을 바꿀지 관심이 집중되고 있습니다. 서울대가 보여준 이번 연구 성과는, 지속 가능하고 자립적인 에너지와 물 관리 시스템의 새 지평을 열 것으로 기대됩니다.

이온농도분극의 비밀과 실험 현장의 놀라운 발견: 서울대 해냈다…물·수소 에너지 동시 생산 기술 개발

단일 모듈에서 염분 제거와 수소 생산이 동시에 이루어진다면 어떨까요? 서울대 해냈다…물·수소 에너지 동시 생산 기술 개발이 그 가능성을 현실로 바꾸고 있습니다. 이번 연구는 혁신적인 이온농도분극(ICP) 기술을 활용하여, 기존 방식보다 훨씬 간단하고 효율적인 에너지 회수 시스템을 만들어냈습니다. 이 특별한 기술의 핵심은 바로 나노전기수력학 기술이죠.

이온농도분극 현상은 물 속의 이온을 선택적으로 이동시켜 정제수와 수소를 동시에 만들어내는 과정입니다. 연구팀은 이를 이용해 단일 막 구조 안에서 염분 제거와 수소 생성이 일어나는 혁신적인 플랫폼을 설계했습니다. 실험 결과, 이 시스템은 전기 에너지의 약 10%를 수소로 회수하는 데 성공했고, 전류를 높일수록 수소 생산량도 선형적으로 증가하는 놀라운 성과를 보여줬습니다.

특히 흥미로운 점은, 이 시스템이 해수 같은 고농도 염수 환경에서도 안정적으로 작동한다는 사실입니다. 전통적인 담수화와 수전해 기술과 달리, 이온농도분극을 활용하는 이 방식은 하나의 모듈에 두 가지 과정을 결합하여, 고압 펌프 없이도 작동할 수 있다는 점에서 큰 차별점을 갖고 있습니다. 그 결과, 휴대용 혹은 분산형 정수 장치로의 확장이 기대되고 있습니다.

한국 과학기술계는 이번 성과로 수많은 가능성을 열었습니다. 물과 에너지를 별도로 다루던 전통적 방식에서 벗어나, 하나의 통합 시스템으로 재난 현장이나 우주 환경에서도 활용할 수 있는 놀라운 발전을 이뤄낸 것이죠. 특히, 생성된 수소를 연료전지에 공급하여 자체 에너지 공급이 가능한 자립형 플랫폼으로 발전시킬 수 있다는 점은 앞으로의 미래 에너지 기술에 큰 영향을 미칠 것으로 보입니다.

이 기술은 과학기술정보통신부와 서울대 에너지이니셔티브의 지원을 받아 개발되었으며, 국제학술지 ‘Communication Materials’에 게재되어 그 가치를 인정받았습니다. 앞으로도 더욱 소형화, 모듈화된 형태로 발전하여, 재난 또는 우주 등 특수 환경에서도 핵심 역할을 수행할 기대가 높아지고 있습니다.

지금의 연구는, 이온농도분극과 나노전기수력학 기술이 어떻게 혁신적인 수처리 및 수소생산 공정을 만들어내는지 보여주는 대표 사례입니다. 새로운 기술의 문이 열리면서, 우리의 미래는 한 걸음 더 가까워지고 있습니다.

에너지 자립형 정수 시스템의 미래와 활용 가능성: 서울대 해냈다…물·수소 에너지 동시 생산 기술 개발

재난 현장이나 우주 환경에서도 사용할 수 있는 휴대용 정수 장치가 현실로 다가오고 있습니다. 서울대 연구진이 선보인 ‘물·수소 에너지 동시 생산 기술 개발’은 이러한 미래를 열어가는 혁신적인 기술입니다. 이 기술은 기존의 담수화와 수전해 시스템을 하나로 통합하여, 에너지 손실을 최소화하면서 물과 수소를 동시에 생산할 수 있는 플랫폼을 구현합니다.

이 시스템은 이온농도분극(ICP) 현상을 활용하여 단일 모듈 내에서 염분 제거와 수소 생산이 동시에 일어납니다. 특히, 고압 펌프 없이 작동하며 단순하고 가볍기 때문에 휴대용 또는 분산형 정수 장치로 확장 가능하다는 점이 큰 강점입니다. 연구진은 이 기술로 전기 에너지의 8~10%를 수소로 회수할 수 있어, 자체 에너지 공급이 가능한 자립형 정수 시스템의 실현이 기대됩니다.

뿐만 아니라, 이 기술은 해수 기반 환경에서도 안정적으로 작동하며, 수소 연료전지와 연계할 경우 지속 가능한 에너지 자립 플랫폼으로 성장할 잠재력을 지니고 있습니다. 김성재 교수는 “물과 에너지를 별도로 다루던 기존 방식을 넘어 하나의 시스템으로 통합하는 것이 중요하다”고 강조하며, “이 기술을 소형화·모듈화하여 재난 현장이나 우주 환경에서도 활용 가능한 플랫폼으로 발전시킬 것”이라고 밝혔습니다.

이처럼 서울대 해냈다…물·수소 에너지 동시 생산 기술 개발은 더욱 안전하고 지속 가능한 미래 에너지의 방향성을 제시합니다. 만약, 이러한 기술이 일상 생활이나 긴급 상황에서도 사용될 수 있다면 어떨까 하는 상상을 해보게 됩니다. 미래형 휴대용 정수 장치의 실현이 가까워지고 있는 지금, 서울대 연구진이 꿈꾸는 지속 가능한 물·에너지 자립 플랫폼의 미래는 여러분의 기대를 뛰어넘을 것입니다.

4. 물과 에너지를 동시에 해결한 서울대의 도전, 그리고 우리 삶의 변화

서울대 해냈다…물·수소 에너지 동시 생산 기술 개발이라는 새로운 돌파구는 우리 일상에 어떤 혁신을 불러올 수 있을까요? 이번 연구는 정제수와 수소를 동시에 생산하는 첨단 시스템을 통해 물과 에너지 문제를 한 번에 풀어가는 미래형 기술의 시작점을 보여줍니다.

이 기술은 기존의 담수화와 수전해 시스템의 한계를 넘어, 하나의 단순한 구조로 Agua(물)와 H2(수소)를 동시에 만들어내는 데 성공했어요. 특히, 이온농도분극 현상을 활용한 정제수·수소 동시 생산 플랫폼은 전력 소모를 최소화하면서도 효율적인 에너지 회수가 가능하다는 점에서 큰 의미가 있습니다. 미세유체 실험과 3D 프린터로 제작된 이 시스템은 작고 가벼워, 재난 현장이나 우주 탐사 같은 특수 환경에서도 활용될 수 있는 잠재력을 지니고 있죠.

이 기술의 핵심은 바로 ‘단일 막 구조’에 있는데, 이는 고압 펌프가 필요 없음을 의미하며, 휴대성과 확장성을 동시에 갖춘 혁신적인 설계입니다. 나아가, 정제 수 생성 과정에서 사용된 에너지의 일부를 수소로 회수할 수 있어, 기존 이온농도분극 담수화 기술 대비 8~10%의 에너지 재활용이 가능하다는 점도 주목할 만합니다. 이렇게 생산된 수소는 연료전지에 공급되어 자체 에너지 공급 체계를 갖춘 친환경 정수 솔루션으로 거듭날 수 있습니다.

이처럼 서울대의 ‘물·수소 에너지 동시 생산 기술 개발’은 재생에너지, 수소경제, 그리고 지속 가능한 환경 정책과도 긴밀하게 연결됩니다. 기술의 소형화와 모듈화는 앞으로 재난 대비용 작동 시스템, 우주 탐사, 그리고 분산형 정수장치 등 다양한 분야에서 우리의 삶을 더욱 안전하고 풍요롭게 만들 전망입니다.

앞으로 이 혁신적인 기술이 상용화되고 널리 퍼지게 된다면, 물 부족과 에너지 문제를 동시에 해결하는 실질적 해결책이 될 수 있습니다. 기술의 발전이 우리 일상에 어떤 파격적인 변화를 가져올지 기대하며, 이 새로운 담수화와 수소 생산 방식을 통해 세계가 한 단계 더 변화하는 미래를 기대해 봅니다.

Reference

한국경제: https://www.hankyung.com/article/202512032040i