스마트 섬유, 산업 폐수 정화와 에너지 생산을 동시에

• 인도 공과대학교(IIT) 델리 연구진은 산업 폐수를 정화함과 동시에 전기를 생산하는 '전기 발생(electrogenic) 섬유'를 개발함.
• 폐 PET병에서 추출한 마이크로섬유에 탄소 나노튜브(CNT)와 전도성 고분자(PANI)를 결합해 유연하고 효율적인 전극을 구현함.
• 실제 산업 폐수를 대상으로 한 실험에서 유해 염료 82% 제거, 화학적 산소 요구량(COD) 86% 저감 효과를 확인함.

기술적 원리

• 소재 구성: 재활용 PET 마이크로섬유를 기반으로 함. 탄소 나노튜브는 전자 이동의 통로 역할을 하며, 폴리아닐린(PANI)은 전자가 섬유에 안정적으로 부착되도록 돕는 교량 역할을 함.
• 전기 호흡 미생물: Lysinibacillus 균주가 핵심 역할을 함. 이 미생물은 폐수 속 유기 오염물을 분해하는 과정에서 전자를 배출하며, 섬유는 이를 포착해 전류로 변환함.
• 효율성: 기존의 딱딱한 흑연 막대나 탄소 천보다 표면적이 훨씬 넓어 미생물 증식과 전자 수집 효율이 2,000배가량 높음.

환경적 및 경제적 효과

• 에너지 자원화: 정화 과정에서 발생하는 전력으로 설비 운영비를 상쇄할 수 있어, 에너지 소모가 큰 기존 정화 방식의 대안으로 주목됨.
• 부산물 창출: 정화 과정에서 의약품, 향수, 특수 플라스틱 제조에 쓰이는 말론산(malonic acid)과 같은 유용한 화학 부산물을 얻을 수 있음.
• 확장성: 유연하고 저렴한 소재 특성상 소규모 염색 업체부터 대규모 공장까지 다양한 폐수 처리 시설에 적용 가능하며, 자원 순환 경제 구축에 기여함.