각설탕 태양광증발기로 바닷물에서 '식수' 얻는다

태양광 기반의 광열증발기를 이용한 해수담수화 시스템

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 실생활에서 손쉽게 구할 수 있는 각설탕을 활용해 높은 증발 성능을 갖춘 태양광 기반의 해수담수화용 광열 증발기를 개발했다. 간편하게 해수나 염수로부터 많은 양의 식수를 지속적으로 얻을 수 있는 길이 열릴 것으로 예상된다.

한국연구재단은 이상준 교수 포항공과대학교 연구팀이 99% 효율의 증발성능을 갖춘 태양광 기반의 해수담수화용 광열 증발기와 이를 이용한 담수화 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 해수담수화는 해수로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거해 식수를 얻는 수처리 과정이다. 광열 증발기는 빛에너지를 열에너지로 변화시켜 물을 증발시키는 장치다.

연구팀은 저렴한 각설탕으로 만든 다공성 실리콘 구조로, 역대 최고 증발효율과 자정기능을 가진 증발용 광열 멤브레인을 개발했다. 이 광열 멤브레인은 초친수성 및 열 국부화 성질이 있어 증발 효율이 99%로 나타났다. 연구팀은 다공성 매질 내부 유동 활성화 기술을 통해 자정 활동이 벌어져 장기간 안정적인 식수 생산이 가능하다고 밝혔다.

연구팀은 이 멤브레인을 활용해 해수를 99.997%의 매우 높은 효율로 담수화했다고 밝혔다. 3개월 간 매일 제곱미터당 30리터의 물을 담수화 했다. 담수된 물은 세계보건기구(WHO)와 미국 환경보건국(EPA)의 식수 기준을 만족시켰다.

연구팀은 "멤브레인 자체의 표면 특성과 구조적 특성을 최적 조건으로 결합시켜 멤브레인 내부에 강한 유동이 생생됨을 세계 최초로 확인했다"라며 "이러한 다공성 매질 내부 유동 현상에 기반하여 멤브레인 자정 기술을 개발하여 장기간 안정적으로 해수를 증발시킬 수 있었다"라고 밝혔다.

이어 "이 기술이 실용화된다면 태양광을 이용한 해수 및 염수의 담수화와 함께 오염된 물의 수처리 공정에 활용될 수 있을 것"이라며 "획기적으로 높은 증발량을 이용한 실내 증발식 가습기로도 활용될 수 있다"라고 전망했다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr