배터리 분리막 : 또 다른 시장 (1) 수처리 기술 및 시장규모

수처리 분야 30년 462조 원의 시장 규모 예상

한국의 분리막 비즈니스를 하는 곳은 SKIET, WCP 등

안녕하세요! WAB입니다.
오늘은 분리막 활용 분야 중 수처리에 관해서 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.
자세한 사항을 원하시거나, 비즈니스 문의는 아래의 메일 또는 텔레그램으로 부탁드립니다.
wearethebattery@gmail.com

Dr. WAB

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자 그럼 오늘도 시작해보겠습니다!

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이온교환 원리

먼저, 간단하게 원리 잠깐 살펴보고 가겠습니다.
막에 있는 구멍을 통해 물 혹은 유기용매 등의 이동이 이루어지고 교환막을 전해질 용액에 담가 이것을 격막으로 하여 용액에 전류를 통하게 할 경우, 막의 기공 벽에 양전하 혹은 음전하를 지닌 관능기가 상대 전하를 가진 이온만을 막의 기공으로 끌어들임으로써 전기적으로 중성을 띄게 하므로 양이온 및 음이온 중 하나가 통과하지 못하게 됩니다.
나머지 기공 내에 들어온 이온은 한 관능기에서 약하게 결합하여 다시 떨어졌다가 다음 관능기에 재결합하는 상태가 연속적으로 반복되므로 결과적으로는 막을 통과하게 되죠.

이온교환 원리

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분리막에 진심인 회사, WCP

WCP는 분리막을 활용하여 이온교환막 기술에 대한 연구개발에 지속적으로 투자해 왔습니다. 그 결과 이온교환막 관련 특허를 5개 이상 보유하고 있으며, 특히 레독스플로우 배터리 분리막 관련 특허도 소유하고 있습니다.
또한, 포스코 그룹에 수산화리튬 생산을 위한 이온교환막을 공급하고 있어 안정된 공급능력을 갖고 있다고도 볼 수 있겠습니다.
더욱이 '20년부터 수처리용 이온교환막을 자체적으로 개발하기 시작해서 최근에 이를 완료한 것으로 파악됩니다.
이러한 노력을 통해 WCP는 수처리 기술 분야에서도 독자적인 경쟁력을 확보할 것으로 기대되는데요, 자체 개발된 이온교환막은 환경 친화적이고 효율적인 수처리 솔루션을 제공하기를 기대해 봅니다.

더블유스코프, 포스코에 리튬 추출용 분리막 공급한다 - 전자부품 전문 미디어 디일렉

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WCP 특허

WCP 특허내용	출원번호	출원국
다공막의 친수화방법 및 이를 이용한 이온교환막의 제조방법	PCT/KR2018/004306	한국/미국
증기 투과막 및 그 제조방법	∙∙∙∙	한국
복합막 및 그 제조방법 (고분자전해질막 관련)	∙∙∙∙	한국
이온교환막의 제조방법	∙∙∙∙	한국
이온교환막 및 그 제조방법	∙∙∙∙	한국
레독스플로우 배터리분리막 및 그 제조방법	10-2018-0111978	한국

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수처리 시장규모

수처리 분야는 분리막의 응용 분야 중에서 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 크게 용수처리, 폐수처리 등 분리막을 이용하여 산업용수 및 수돗물을 생산, 정수하는 용수처리, 하수·오수·폐수 등을 처리하는 폐수처리, 해수담수화 등으로 나눌 수 있습니다.
상수도 처리는 주로 하천, 호수, 저수지, 지하수 등을 수원으로 이용합니다. 수질이 좋은 지하수나 샘물은 염소 소독만으로도 마실 수 있지만, 하천이나 호수의 물은 탁도와 세균류 등 유해한 불순물을 완벽히 제거해야 마실 수 있는 물로 사용할 수 있습니다.

따라서 이러한 이유로 과거에는 정수장에서 느리게 또는 빠르게 여과를 통해 물을 정화했으나, 최근에는 바이러스 등을 완벽하게 제거하기 위해 분리막을 사용한 여과가 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
아래 그래프와 같이 이온교환막 수처리 세계 시장 규모는 '15년 약 30조 원에서 '30년 460조 원 규모로 연 26% 수준으로 성장할 것으로 예상하고 있습니다.

이온교환막 수처리 분야 글로벌 시장 규모 (연구개발특구진흥재단)

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수처리 기술

분리막을 이용한 처리 방식은 처리 약품의 사용량이 적어 슬러지 발생량을 줄일 수 있으며, 물리적 방법으로 처리하기 때문에 폐수의 수질 변화에 대한 영향이 적어 일정한 처리 수준을 유지할 수 있습니다. 이러한 방식은 공장 폐수와 하수의 처리 및 재활용에서 경제적·환경적 장점을 제공하며, 특히 산업 폐수 처리에서 중요한 역할을 합니다.

해수담수화는 바닷물에 녹아 있는 염분을 제거하여 마실 수 있는 물을 얻는 과정을 말합니다. 담수화 방식에는 상태변화를 동반하는 증발법, 결정법 등이 있으며, 상태변화를 동반하지 않는 막분리법과 용매추출법 등이 있습니다.

에너지 사용 형태에 따라 열을 이용하는 증발법, 압력을 이용하는 역삼투법, 전기를 이용하는 전기투석법 등으로 나눌 수 있습니다. 특히  증발법은 30,000 ~ 50,000 mg/l의 고농도 염수에 주로 사용하고 있으며, 전기투석법은 500 ~ 3,000 mg/l의 비교적 저농도 염수에 적용하고 있습니다.

역삼투법은 500 ~ 50,000 mg/l까지 다양한 농도의 염수에 적용 중에 있습니다. 이러한 다양한 수처리 기술들은 환경 보호와 자원 재활용에 중요한 역할을 하며, 지속적인 연구와 발전이 필요합니다.

이 기술들이 없었다면 우리의 일상생활과 산업 활동에서 사용하는 물을 깨끗하게 유지하는 데 큰 어려움을 겪었을 것입니다.

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다음 시간에는..

분리막의 다른 용도인 탄소포집 분야에 대해 자세하게 다뤄보겠습니다.
읽어주셔서 감사합니다.
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Dr. WAB