정수기와 담수화 설비에 쓰는 역삼투 막은 어떤 구조라 물만 통과시키나요?

소금 이온은 걸러내면서도 물 분자만 통과시키는 역삼투 막에 대해서, 막의 재질이나 기공 크기와 압력 조건 등 분리 성능에 어떤 영향을 주는 것인가요?

3개의 답변이 있어요!

  • 역삼투 막은 단순하게 작은 구멍으로 거르는 필터가 아니고, 물 분자만 막 내부를 통과하도록 설계된 특수한 분리막이에요.

    물 분자는 매우 작기 때문에 막 내부로 확산이 가능하지만, 소금 이온은 물 분자를 둘러싸고 있는 상태라 크기가 커져 거의 통과를 하지 못한답니다. 또한 막 표면의 전하가 이온을 밀어내는 역할도 하게되요. 여기에 높은 압력을 가해 자연적인 삼투 현상을 거꾸로 일으키는 것이 역삼투의 원리가 됩니다. 이러한 것들 때문에 바닷물의 염분이나 중금속, 세균 같은 것들을 효과적으로 제거할 수 있어요.

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    채택된 답변
  • 안녕하세요.

    역삼투막은 단순하게 구멍이 큰 체처럼 거르는 방식이 아니고, 매우 치밀한 고분자 막을 이용해 물 분자만 쏙 선택적으로 통과시키는 구조입니다. 현재는 폴리아마이드 소재의 복합막이 가장 많이 사용됩니다.

    막 내부의 빈 공간은 나노미터 수준으로 매우 작기 때문에 물 분자는 통과하겠지만 소금 이온이나 세균, 바이러스는 크기와 전하의 영향으로 대부분 통과하지 못하게 설계되는 것이에요.

    그래서 역삼투막이라는 것은 재료공학과 화학, 나노기술이 결합된 대표적인 분리 기술로 정수기부터 해수 담수화 설비까지 폭넓게 활용되고 있는 핵심 소재입니다.

    감사합니다.

  • 안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

    역삼투 막은 주로 매우 얇은 폴리아미드 재질로 만들어지며 물 분자는 막 내부의 미세한 분자 구조를 따라 확산해 통과하지만 크기가 더 크고 전하를 띠는 소금 이온은 대부분 차단됩니다 또한 막에 삼투압보다 높은 압력을 가하면 물만 반대 방향으로 이동하는 역삼투가 일어나며 막의 치밀한 구조와 기공의 유효 크기 압력 온도 등이 높을수록 투과량과 분리 성능에 큰 영향을 미쳐 정수기와 해수 담수화 설비에서 높은 정수 효율을 얻을 수 있습니다