포스텍 임근배 교수팀, 바다에서 리튬 회수 기술 개발

이온농도분극현상 이용한 입자분리장치 개발

포스텍 기계공학과 임근배 교수. [사진제공=포스텍]

아주경제 최주호 기자 =바다에서 리튬을 회수하는 기술이 포스텍 연구팀에 의해 개발됐다.

포스텍 기계공학과 임근배 교수ㆍ전형국 씨 연구팀(공동 교신저자 고 강관형 교수)은 나노 채널 주변에서 발생하는 이온 농도 분극현상을 이용한 입자분리장치를 개발, 네이처(Nature)의 자매지인 온라인 저널 사이언티픽리포트 최신호를 통해 발표했다.

연구팀은 이온 농도 분극 현상에 의해 생기는 입자의 반발을 분석, 이 반발력을 이용해 마이크로에서 나노 크기에 이르는 입자들을 전기영동 이동도에 따라 분리했다.

이 방법은 전기영동력을 이용한 기존의 방법과 달리 외부의 전극을 이용하기 때문에, 기존 방법의 가장 큰 문제로 지적되었던 기포문제를 해결하여 간단하고 값싼 장치의 제작이 가능하다.

뿐만 아니라 아주 작은 지역에 20배 이상의 전기장을 집중시킬 수 있어, 높은 분리효율을 보여주는 것으로 확인됐다.

이번 연구는 이온 농도 분극 현상에서 일어나는 입자들의 반발력을 실험적, 이론적, 수치해석적으로 분석해 그 원리를 밝혔다는 점에서 학술적인 의의를 높게 평가받고 있다.

무엇보다 다양한 크기의 샘플들을 분리하는데 성공했다는 점에서 생화학 분석 장치나 검출장치로 충분히 활용될 수 있다.

특히 랩온어칩에 응용, 세포, 단백질, DNA와 같은 다양한 종류의 분자들을 분리하는 것은 물론 바닷물에서 리튬과 같은 희토류 금속 이온들을 분리하는 등 자원 회수에서도 활용할 수 있다는 점에서 산업적 활용이 크게 기대를 모으고 있다.

한편, 휴대폰이나 노트북 배터리 등에 반드시 들어가는 금속, 리튬은 국내에서는 전혀 생산되지 않아 연간 1만2000여t을 수입하고 있다.