전 세계적으로 20 억 명의 사람들은 깨끗하고 안전한 식수 공급에 어려움을 겪고 있다. 따라서 이를 해결하기 위한 획기적인 해결책이 시급히 마련되어야 한다. 호주 모나쉬 대학( Monash University)과 CSIRO와 미국 오스틴 미국 텍사스 대학(University of Texas) 연구팀이 그 주인공이 될 것으로 보인다. 관련 연구는Sciences Advances에 게재되었다 (advances.sciencemag.org/content/4/2/eaaq0066).
연구진은 금속-유기 프레임워크(MOFs) 멤브레인을 이용하면, 유기 세포막의 ‘이온 선택성’을 모방할 수 있다고 보고했다. MOF는 차세대 재료로 알려진 물질 중에서 내부 표면적이 가장 크다. 연구진은 이들 멤브레인이 바닷물애서 염을 제거하고, 매우 효율적이고 비용 효과적으로 금속 이온을 분리할 수 있는 이중 기능을 가질 수 있다고 보고했다. 향후 물과 광산 산업에서 혁신적인 신기술로 자리잡을 것으로 기대된다.
현재 사용되고 있는 방법은 역삼투압을 이용하는 것이다. 전세계 담수화 용량의 절반 이상과 대부분의 물 처리 공정의 마지막 단계에 사용되고 있다. 그러나 이 방법은 에너지 소비 면에서 2-3배 개선 여지가 남아 있다.역삼투압 방법에 사용되는 멤브레인은 이온의 탈수 또는 생물학적 채널에서의 선택적 이온 수송의 원리가 작동되지 않는다. 비록 2003년도에 Roderick MacKinnon과 Peter Agre에게 노벨상이 주어지기는 했지만, 상당한 한계가 있다는 것이다.
광산업계에서는 수질 오염을 줄이고 귀중한 금속을 회수하기 위해서 멤브레인 공정이 개발되고 있다. 이번 연구는 물에서 염 이온을 제거할 때 훨씬 더 에너지 효율적이고 환경적으로 지속가능한 방법이라고 연구진은 강조했다.
리튬 이온은 해수에 풍부하기 때문에 현재의 채광 산업에도 영향을 미칠 것이라는 것이 연구진의 설명이다. 리튬 수요는 전자 및 배터리에서 매우 많이 사용되기 때문에, 이번에 개발된 방법이 유용할 것이라고 연구진은 주장했다. 또한 이번 연구가 폐기물의 재활용에도 좋은 기회를 제공할 것이라고 덧붙였다.
