소금물과 민물이 만나는 강 하구가 지금은 아무 것도 아닌 것처럼 보일지 모른다. 그러나 최신 연구에 따르면 이 곳은 엄청난 전력을 생산할 잠재력이 있다.
반투막(semi-permeable membrane)으로 반반 나눠진 욕조를 상상해 보자. 반투막을 경계로 한 쪽에는 바닷물, 다른 한 쪽에는 민물이 채워져 있다. 민물 분자는 반투막을 뚫고 소금물 쪽을 희석하려 할 것이다. 물은 평형 상태를 좋아하기 때문이다. 이 과정을 삼투 현상이라고 한다.
삼투 현상은 발전에도 사용될 수 있다. 분자가 반투막을 통과하면서, 바닷물 쪽의 수위는 올라가게 될 것이다. 수위가 올라가면 터빈을 작동시켜 발전기를 작동시킬 수 있다. 그러나 예전의 삼투압 발전소들은 생산하는 전력량이 너무 적어 실용성이 없었다.
최근 스위스와 미국의 연구팀은 새로운 삼투압 발전기를 만들었다. 이 발전기는 기존 삼투압 발전기에 비해 더 큰 전력을 생산한다. 이 발전기의 수조 한쪽의 물은 반대쪽에 비해 소금물 이온이 매우 높다. 반투막의 두께는 원자 3개 정도로, 여기 나 있는 구멍은 양이온만 지나갈 수 있는 크기다. 전극 하나가 양편을 연결한다. 양이온이 반투막을 통해 통과하면 그 전자가 전극으로 옮겨가 전류를 만들어낸다.
초박 반투막과 거기에 뚫린 미세한 구멍이 이 발전기의 핵심이다. 반투막을 크게 만들고 이런 구멍을 많이 뚫으면 더 많은 전력을 생산할 수 있다. 연구자들에 따르면 1m2의 반투막으로도 1메가와트의 전력을 생산할 수 있다고 한다. 약 750가구가 사용할 수 있는 전력이다.
이런 발전기를 민물과 바닷물이 만나는 강 하구에 배치할 수 있다. 풍력발전기나 태양전지와는 달리, 이런 발전기는 언제나 안정적으로 전력을 생산할 수 있다. 이러한 발전기의 안전성이 도시 전체에 전력을 공급할 가능성을 점점 높이고 있다.
서울경제 파퓰러사이언스 편집부
