태양에너지로 사막에서도 물 수확… 포스텍, UC버클리 공동 개발

입력 :2023-07-10 12:43ㅣ 수정 : 2023-07-10 12:55

공동 연구팀, 태양에너지 이용 대기에서 물 생산 성공

▲ MOF 물 수확기 작동 원리. 포스텍 제공

내부에 미세한 구멍이 많은 신소재를 이용해 대기에서 물을 모으는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 특히 이 기술은 외부 전력을 공급받지 않고 태양에너지만 활용해 사막에서도 물을 생산할 수 있어 상용화되면 물이 부족한 국가 등에 실질적인 도움이 될 것으로 보인다.

포항공대(포스텍)는 환경공학과 송우철 교수, 미국 캘리포니아주립대 버클리캠퍼스(UC버클리) 화학과 오마르 음완네스 야기 교수 공동 연구팀이 태양에너지를 이용해 대기 중 수분에서 물을 확보하는 데 성공했다고 10일 밝혔다.

‘물부족’ 현상에 세계 각국은 다양한 시도를 하고 있지만 마땅한 해결책을 내놓지 못하고 있다.

해수담수화는 화석연료가 주원료란 한계가 있고 농축된 해수염이 환경을 오염시킬 우려가 있다. 대기에서 수분을 추출하는 방법은 수증기를 물로 응축하는 데 큰 에너지가 필요해 배보다 배꼽이 더 크다.

환경을 오염시키지 않고 물을 생산할 방법을 찾던 연구팀은 금속 이온과 유기 분자가 결합돼 1∼2나노미터(㎚) 크기의 매우 작은 구멍을 포함한 다공성 물질인 MOF(Metal Organic Framework)에서 답을 찾았다.

MOF가 대기 중 수분을 모으는 흡착제 역할을 한다는 점을 활용해 밤에는 수분을 흡수하고 낮에는 태양에너지를 이용해 흡수한 수분을 액체로 모으는 수확기를 개발했다.

▲ 지난해 8월 미국 데스밸리 사막에서 진행한 물 수확 실험. 포스텍 제공

지난해 6월과 8월 미국 버클리지역과 데스밸리 사막에서 실험한 결과 MOF 1㎏당 각각 하루 최대 물 285ｇ과 210ｇ이 생산됐다. 기존 개발된 수확기가 생산한 물의 양과 비교해도 2배 이상 많다.

데스밸리 사막은 낮에는 섭씨 57도를 웃돌고 습도가 7% 이하일 정도로 물을 생산하는데 있어 극한 환경을 가진 지역이다.

연구팀은 독자적인 응축·흡착 시스템을 이용해 외부 전력 공급없이 순수하게 태양에너지로 물을 생산했다는 데 의의가 있다고 설명했다.

송우철 교수는 “물 부족 문제를 해결할 기술 잠재력을 확인했다”며 “전 세계 어디든 지형과 기후조건에 상관없이 수자원 확보가 가능해 지속가능한 기술이 될 것”이라고 말했다.

출처: 태양에너지로 사막에서도 물 수확… 포스텍, UC버클리 공동 개발 | 서울신문 (seoul.co.kr)