국내 연구진 "일본 방사성 오염수, 폐수와 담수로 분리하는 쉬운 방법 찾았다"

해양대·기초지원연·해양연 등 가스하이드레이트 기반 담수화 기술 개발

국내 연구진이 일본 후쿠시마 방사성 오염수를 폐수와 담수로 분리하는 새로운 방법을 찾았다. 공정이 간단해 비용도 크게 들지 않는다.

한국연구재단(이사장 이광복)은 한국해양대학교 윤지호 교수와 강원대학교 차민준 교수 연구팀이 방사성 폐수로부터 방사성 화학물질을 제거하는 한편 깨끗한 물은 회수하는 가스하이드레이트 기반 담수화 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

이 연구에는 한국기초과학지원연구원 및 한국해양과학기술원 연구진도 공동으로 참여했다.

가스하이드레이트(gas hydrate)는 물과 가스가 결합된 화합물이다. 보통은 메탄가스가 바다 밑바닥에서 낮은 온도와 높은 압력을 받아 딱딱한 고체 상태로 존재한다. 이때문에 '불타는 얼음'으로 불린다.

가스하이드레이트 기반 담수화 기술 공정.

윤지호 헤양대 교수, 차민준 강원대 교수(이상 교신저자), 임솔거 해양대 박사과정.(제1저자, 왼쪽부터)

연구팀은 방사성 페수 속에 이 가스하이드레이트를 형성시키는 방법으로 담수화 공정을 개발했다. 핵심 원리는 가스하이드레이트 결정체가 어는 과정에서 오염물이 배제된다는 점이다.

연구팀은 "방사성 이온이 가스하이드레이트의 분자구조 내 비어있는 공간에 포접되지 않았다"며 "이 현상을 고체 자기공명 분광법을 이용해 규명했다"고 설명했다.

윤지호 교수는 "이 기술로 세슘과 스트론튬 등 방사성 이온을 95~99%까지 제거할 수 있다는 것을 확인했다"고 말했다.

윤 교수는 또 “물과 저분자 가스와 같은 자연에서 얻을 수 있는 재료와 함께 간단한 공정 단계에 의해 작동이 가능하다”며, “차후 원전해체뿐만 아니라 다양한 산업에서 발생하는 방사성 폐수처리 등에 활용할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 이공분야 중견연구자 지원사업으로 수행됐다.

연구결과는 화공/환경분야 국제학술지인 ‘케미칼 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’, ‘저널 오브 헤저더스 머티리얼즈(Journal of Hazardous Materials)’에 게재됐다. 또 ‘인바이런멘탈 사이언스·테크놀로지(Environmental Science & Technology, ES&T)’에는 9일자 표지논문으로 선정됐다.

ES&T 표지논문.