태양열로 바닷물 증류하는 방식

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 태양열로 바닷물을 증류해 식수로 바꾸는 새로운 해수 담수화 장치를 개발했다. 이 장치는 3D 프린팅으로 쉽게 만들 수 있어 식수난을 겪는 개발도상국에 큰 도움이 될 것으로 연구진은 기대하고 있다.

UNIST 에너지화학공학과 장지현 교수팀은 태양열을 효과적으로 흡수하는 ‘광 증기 증발 장치’를 개발했다고 22일 밝혔다.

연구진에 따르면 이 장치는 1㎡ 크기로 만들면 1시간에 1.6kg 이상 담수를 얻을 수 있다. 바닷물에서 순수한 물은 증기 상태로 나오고, 소금과 같은 염 찌꺼기는 증발 장치에 남는다. 이 증발한 물을 다시 응결하면 먹는 물로 쓸 수 있는 것이다. 해수 담수화 장치는 바닷물 위에 떠 작동한다. 연구진은 열 손실을 막고자 태양광을 잘 가두도록 ‘광 증기 증발기’를 디자인했다. 다중반사 시스템으로 반사된 빛이 다시 흡수되는 방식이다. 광 증기 증발기의 광 흡수체(빛을 흡수할 때 사용하는 물질)가 받아들이는 빛(열)의 양을 최대한 늘렸다고 한다. 광 흡수체가 흡수한 열과 바닷물이 만나면서 증발로 연결된다. 장점은 또 있다. 기존 장비보다 수명이 3배 이상 늘어난 것이다. 광 흡수체에 염분이 쌓이면 수명이 줄어드는데, 연구진은 광 흡수체를 두 가지 물질로 만들어 이런 문제를 해결했다. 위쪽은 마치 연꽃잎처럼 바닷물을 튕겨내는 소수성 물질을, 바닷물과 닿는 하부에는 친수성 물질을 썼다. 하부에 쌓이는 염분이 바닷물에 자연스레 씻겨 내려가는 방식이다.

장지현 교수는 “기존 탄소 소재 증발기는 태양열을 증기로 바꾸는 효율이 70~80%에 그쳤지만, 이번에 개발한 3D 프린팅 증발기는 90%에 가까운 효율을 달성했다”며 “매우 경제적인 방법으로 전 세계 담수 부족 문제 해결에 도움을 줄 것”이라고 밝혔다. 권승혁 기자 gsh0905@