[2024 고려대 초창패] 일렉트로워터 “전기차 패러다임 바꾼 테슬라처럼 수처리 분야 혁신 주도할 것”

[IT동아 x 고려대학교] 고려대학교는 연구부총장 직속 스타트업 창업·보육 기관 '크림슨창업지원단'을 운영합니다. 크림슨창업지원단과 함께 성장하며 변화와 혁신을 꿈꾸는 고려대학교 소속 유망 스타트업을 소개합니다.

[IT동아 강형석 기자] 시장조사기업 포춘 비즈니스 인사이트의 자료에 따르면 전 세계 수처리 시장 규모는 2023년 3233억 2000만 달러(약 470조 2689억 원)에서 2024년 3464억 1000만 달러(약 503조 8533억 원) 규모로 성장했다. 2030년에는 5364억 1000만 달러(약 780조 2083억 원)으로 50% 가량 성장할 것으로 전망된다. 깨끗한 물을 얻기 위해 쓰는 비용은 꾸준히 증가하는 추세다. 기후변화와 오염 등에 따른 문제가 더해진 결과다. 효율적인 수처리에 집중할 수밖에 없는 이유이기도 하다.

일렉트로워터(ElectroWater)는 전기를 활용한 수처리 기술로 기존 수처리 기술의 한계를 극복하는 데 전념 중인 기술 스타트업이다. 대용량 흐름 전극 이온 흡착 기술에 대한 원천 기술을 바탕으로 사업화에 주력하고 있다. 나아가 ▲전기 응집 ▲전기 산화 ▲전기 살균 등 다양한 전기 수처리 기술로 적용 범위를 확대할 예정이다.

신개념 수처리 시장 개척을 목표로 두 전문가가 뭉쳤다

허현철 일렉트로워터 대표(CEO)와 홍승관 일렉트로워터 최고기술책임자(CTO)의 관계는 특별하다. 고려대학교에서 맺은 사제의 연이 창업까지 이어진 것이다. 두 사람은 모두 수처리 분야에서 지식과 실력을 쌓은 베테랑이라는 점도 주목할 부분이다. 허현철 대표는 ▲도레이첨단소재 ▲서울시 상수도연구원 ▲효림산업 등을 거치며 현장 경험을 쌓았다. 홍승관 CTO는 ▲센트럴 플로리다 대학(University of Central Florida) 교수 ▲고려대학교 건축사회환경공학과 교수 ▲고려대학교 에너지기술대학원 원장 ▲중동 저에너지 해수담수화 플랜트 기술개발 연구단장 등을 역임한 학자다.

특히 홍승관 CTO의 합류 이유가 흥미로웠다. 홍승관 CTO는 “학자ㆍ교육자로서 환경분야의 기초지식 창조 및 인재양성을 위해 여러 노력을 해 오면서 학술적 성과도 많이 도출했지만, 미래 수처리 기술 혁신에 대한 갈망은 지속적으로 커가고 있습니다”라고 말했다. 지금까지 쌓아 온 커리어가 저물기 전에 생각했던 지식과 기술을 현장에서 실현하겠다는 마음이 창업의 길로 이끌었다는 이야기다.

일렉트로워터는 신재생 에너지와 연계한 전기화학적 수처리 공정을 제안했다. 기후변화로 인해 신재생 에너지로 전환이 진행 중이지만, 중앙 집중형인 발전소와 달리 낮은 전력원이 분산되는 점에 주목한 것이다. 그래서 떠올린 기술이 ‘흐름전극 축전식 탈염 시스템(FCDI - Flow Electrode Capacitive Deionization)’이다.

FCDI는 물속에 전류를 흘려주면 양극과 음극 사이에서 이온이 이동하는 원리를 이용한다. 양극에 음이온, 음극에 양이온이 이동하는데, 이렇게 분리된 이온은 이온 투과막 멤브레인 필터를 거치며 선택적으로 걸러진다. 물은 그대로 두고 이온만 서로 당겨 분리 농축 가능하기 때문에 에너지 효율 측면에서 유리하다.

최근 첨단 수처리 공법은 역삼투막(Reverse Osmisis)을 포함한 멤브레인(Membrane) 필터를 쓴다. 미세 공극이 있는 필터로 물속 오염물질을 제거하려면 압력이 필요한데, 이 과정에서 많은 에너지를 쓴다. 일렉트로워터는 1암페어(A) 이하의 낮은 전류만 사용하므로 뛰어난 에너지 절감 효과가 있다는 입장이다.

일렉트로워터는 수처리 효과를 높이기 위해 활성탄을 선택했다. 일반적인 활성탄은 분자량이 물질을 흡착하지만, ▲나트륨 ▲칼슘 ▲클로라이드 등 이온은 흡착하지 못했다. 그런데 활성탄에 전기를 흘리면 슈퍼커패시터가 되어 이온 흡착 능력을 갖추게 된다는 것을 파악하고 두 가지 원리(이온 투과막과 슈퍼커패시터)를 접목한 수처리 시스템 개발에 돌입했다.

허현철 대표는 “이온을 선택 분리, 농축할 수 있다는 것은 추후 자원ㆍ해수 분야에도 사용 가능함을 의미합니다. 이차 전지 리튬 회수에도 이 기술을 적용하고 있습니다. 다만 대부분 연구소에서 만든 소형 시험장비를 통한 연구개발이 진행 중이고 상용화는 아직 안 됐습니다. 일렉트로워터는 실제 상용 단계에서 적용 가능한 대용량 모듈 개발에 성공했고, 시장에 출시한 상태입니다”라고 말했다.

수처리 분야의 테슬라를 꿈꾼다

일렉트로워터는 전기로 구동되는 수처리 장비로 이온 제거를 요하는 시장을 우선 공략할 예정이다. 먼저 접근이 쉽고 대용량을 요하지 않는 분야에 집중한다. ▲지하수 경도제거 ▲농업ㆍ산업용수 공급을 위한 담수화 등이 대표적이다. ▲국내 스마트팜 ▲해외 연수설비 시장도 포함된다. 가격도 기존 수처리 시스템 대비 60%~70% 수준으로 낮춰 경쟁력을 확보할 방침이다.

해외 경험이 많은 허현철 대표는 동남아를 포함한 해외시장에 힘을 쏟을 계획이다. 허현철 대표는 “베트남 메콩 델타(삼각주) 비가 오지 않는 갈수가기 되면 바닷물이 올라와 음용수로 사용할 수 없습니다. 여기에 일렉트로워터의 수처리 장비를 배치해 염분을 제거하여 주민들이 깨끗한 물을 사용 가능하게 될 겁니다”라고 말했다.

일렉트로워터가 차세대 수처리 장비를 개발하고 해외 시장을 공략할 수 있었던 데에는 고려대학교 초기창업패키지의 지원이 뒤따랐기 때문이다. 설립 초기부터 고려대학교 크림슨창업지원단과 호흡을 맞춘 일렉트로워터는 맞춤형 멘토링 프로그램부터 ▲국내외 투자 활동(IR) 행사 ▲데모데이 준비 ▲투자자 미팅 연결 등 다양한 지원을 받았다. 허현철 대표는 “섬세한 지원으로 일렉트로워터가 성장하고 기업을 알리는 데 큰 도움이 됐습니다. 무엇보다 해외 투자자와의 접점이 많아 투자 유치에 큰 힘이 됐습니다”라고 말했다.

일렉트로워터는 수처리 분야의 테슬라를 꿈꾼다. 테슬라가 혁신적인 전기차를 선보여 시장의 패러다임을 바꾼 것처럼 일렉트로워터도 차세대 수처리 시스템으로 시장의 혁신을 이끌겠다는 의지의 표현이다. 목표를 달성하기 위해 수처리 시스템도 꾸준히 성능 개선에 나설 예정이다. 홍승관 CTO는 “현재 개발한 수처리 모듈도 1.0 버전이라고 생각합니다. 더 좋은 이론과 기술을 개발해 계속 반영하면서 ▲2.0 버전 ▲3.0 버전 등으로 업그레이드할 예정입니다. 테슬라도 계속 업데이트하면서 성능과 기능이 점점 좋아지는 것처럼요”라고 말했다. 허현철 대표도 “국내와 달리 해외 수처리 시장은 중소 엔지니어링 기업을 중심으로 성장ㆍ발전 중입니다. 일렉트로워터도 신기술 적용부터 소재ㆍ제조 등을 아우르는 엔지니어링 기업으로 성장하고 싶습니다”라고 말했다.

IT동아 강형석 기자 (redbk@itdonga.com)