태양열과 바람으로 바닷물을 식수로 만든다

POSTECH, 회전형 3D 태양열 증발기 개발
기존 방식대비 20.8% 에너지만으로도 작동
증발 속도 17% 증가, 담수 생산량도 76% 증가

[파이낸셜뉴스] 포항공대(POSTECH) 화학공학과 전상민 교수, 최지훈 박사팀은 태양열과 바람을 활용해 바닷물을 식수(담수)로 만들 수 있는 '회전형 3D 태양열 증발기'를 개발했다고 14일 밝혔다.

이 장치는 기존의 태양열 증발기에서 쓰인 에너지의 20.8%만 사용하면서도 더 빠른 속도로 담수를 만들어냈다.

전상민 교수는 "이 장치는 에너지를 최소한으로 사용하면서도 효과적으로 바닷물을 담수로 전환함으로써 탄소중립 달성에 기여할 수 있는 친환경 기술"이라고 말했다.

그러면서, "세계보건기구(WHO) 기준을 충족하는 식수를 생산할 뿐만아니라 해수담수화 과정에서 발생하는 농축수 제거와 바닷물 속 유용한 미네랄 회수에도 응용될 가능성이 크다"고 덧붙였다.

전 세계적으로 물 부족 문제가 심각해지고 있으며, 기후 변화로 인해 그 위기는 더욱 가속화되고 있다. 이를 해결하기 위해 바닷물을 식수로 바꾸는 '해수담수화' 기술이 개발되고 있다. 최근 주목 받고 있는 태양열을 활용한 해수담수화 기술은 친환경에너지를 활용해 역삼투압 기반 기존 기술의 경제적인 대안이 될 수 있다.

연구진은 회전형 3D 태양열 증발기를 광열소재인 폴리피롤을 원통형 멜라민 폼 위에 재료를 섞어 바로 만드는 방식으로 만들었다. 증발기 자체 회전을 통해 주변 공기의 흐름을 유도해, 태양열 외에 추가적으로 자연에너지를 흡수하고 수증기의 축적을 방지해 더 빨리 증발하도록 돕는 역할을 한다.

이 장치를 테스트한 결과, 회전하지 않는 기존 고정형 3D 시스템에 비해 증발 속도가 17% 증가했으며, 담수 생산량이 76% 증가했다.

특히, 회전을 유지하는 데 필요한 에너지는 담수 생산 증가에 필요한 에너지의 20.8%에 불과했다. 즉 적은 에너지로도 훨씬 더 많은 깨끗한 물을 얻을 수 있게 된 것이다.

한편, 연구진은 회전형 3D 태양열 증발기를 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 발표했다.

[e-mail] 김만기 기자