고려대, 태양광 기반 '유연형 정수 장치' 개발…오염물질 99.4％ 제거

휘어지고 비틀려도 안정적 구동…기계공학부 김혜정 교수팀 성과

3차원 격자 구조 도입해 소형 펌프·배터리 결합한 순환 시스템 완성

[서울=뉴시스] 고려대 기계공학부 김혜정(왼쪽) 교수, 반영민 석박통합과정(제1저자). (사진=고려대 제공) 2026.05.27. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 고려대학교는 기계공학부 김혜정 교수 연구팀이 태양광만으로 오염된 물을 빠르게 정화하는 '유연형 마이크로리액터' 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

기존 친환경 수처리 기술 중에서는 빛 에너지를 이용해 오염물질을 분해하는 광촉매 기반 기술이 대표적이지만, 대부분 딱딱한 구조로 제작돼 곡면이나 야외 현장에 적용하기 어려웠다. 또한 정화 효율을 높이는 데도 한계가 있었다.

연구진은 이러한 한계를 극복하기 위해 태양광 기반으로 작동하는 유연형 광촉매 마이크로리액터 플랫폼을 개발했다. 이 장치는 별도의 화학약품 없이 빛 에너지를 이용해 오염물질을 분해하며, 유연한 구조로 다양한 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있도록 설계됐다.

특히 장치 내부에 3차원 격자 구조를 도입해 수처리 성능을 높였다. 오염물질이 광촉매 표면에 더 자주 접촉하도록 제작했고, 그 결과 연속적으로 오염수를 흘려보내는 조건에서 최대 99.4%의 오염물질 제거 효율을 달성했다.

개발된 마이크로리액터는 종이를 접듯 완전히 구기거나 말 수 있어, 약 1㎜ 수준의 작은 곡률 반경에서도 파손 없이 변형할 수 있다.

나아가 야외 햇빛 조건에서도 성능을 검증한 결과, 96.9%의 오염물질 제거 효율을 달성했으며, 소형 펌프와 배터리를 결합한 휴대형 순환 시스템도 구현해 장시간 순환 구동 조건에서도 안정적인 정화 성능을 유지했다.

[서울=뉴시스] 고려대 연구진이 개발한 '유연형 광촉매 마이크로리액터'의 개략도. (사진=고려대 제공) 2026.05.27. [email protected] *재판매 및 DB 금지

김 교수는 "장치가 휘어지거나 비틀리는 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있어, 향후 별도의 화학약품 사용을 줄이면서 현장에서 쉽게 운용할 수 있는 휴대형 정수 장치, 곡면 부착형 수처리 시스템, 지속가능한 환경 정화 기술로 확장될 수 있을 것"이라고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단(NRF) 중견연구 및 한국기초과학지원연구원(KBSI) 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 화학공학 분야 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)' 온라인에 지난달 30일 게재됐다.


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