“1시간 4리터 식수 생산” 세계 최고 속도…UNIST, 무동력 해수담수화기술 개발 작성일 01-12 40 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="ykVJ4XyOX0"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="48d98522c8fa93decb5826cfb4c2205d9ee870e2a88bda8c335a3f151221f08d" dmcf-pid="WEfi8ZWIG3" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="태양광 담수화 모식도. 햇빛으로 달궈진 증발기가 바닷물을 수증기로 만들면, 수증기가 경사진 유리창 표면에 응축돼, 물방물이 경사면을 타고 흘러 한 군데 모인다.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/12/ned/20260112105655606rrfl.png" data-org-width="1240" dmcf-mid="Qg9eVGvm5U" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/12/ned/20260112105655606rrfl.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 태양광 담수화 모식도. 햇빛으로 달궈진 증발기가 바닷물을 수증기로 만들면, 수증기가 경사진 유리창 표면에 응축돼, 물방물이 경사면을 타고 흘러 한 군데 모인다.[UNIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="7b54fd98290f7ffbf3ffd9630ccf7a21b68fc1c4c9e346b17a5eb4f38ce15a14" dmcf-pid="YD4n65YCZF" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 전력 공급 없이 태양광만으로 바닷물을 가열해 마시는 물로 바꿀 수 있는 기술이 나왔다. 전력 인프라가 부족한 개발도상국이나 도서 지역의 식수난 해결에 큰 도움이 될 전망이다.</p> <p contents-hash="a744d3c881337a69b68f264c5a2998311461c621f536ae97fc6f44102c5bb314" dmcf-pid="Gw8LP1GhHt" dmcf-ptype="general">UNIST(울산과학기술원) 에너지화학공학과 장지현 교수팀은 햇빛을 받아 바닷물을 가열하는 3원계 산화물 기반 증발기를 개발했다고 12일 밝혔다. 이 장치로 바닷물을 증발시킨 뒤 이를 응축하면 전력 없이도 마실 수 있는 담수를 얻을 수 있다.</p> <p contents-hash="a69ff475d5aca6664b6c94598f89ff19ae7fd88b929582804e747ec4401dfd9c" dmcf-pid="Hr6oQtHlY1" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 증발기를 바닷물에 띄워 놓으면 1제곱미터(1㎡) 크기에서 1시간 만에 약 4.1L(리터)의 식수를 생산할 수 있는 수준이다. 자연적인 해수 증발 속도의 7배 가까이 되며, 현재까지 학계에 보고된 산화물 소재 기반 장치 중 세계 최고 수준의 증발 속도다.</p> <p contents-hash="ab505d020114e1b54766d663b55a20951add7ea57318d3b0c68e2e9a0216973f" dmcf-pid="XkQaM3ZvY5" dmcf-ptype="general">이러한 고성능의 비결은 새로운 광열변환 소재에 있다. 광열변환 소재는 태양 빛을 흡수해 열로 바꾸는 소재로, 증발기 표면에 얇게 코팅된다.</p> <p contents-hash="e2db1180733720306e274dd2272712bfb9c89913f6bfde73320990bbabf78d07" dmcf-pid="ZExNR05THZ" dmcf-ptype="general">연구팀은 내식성이 뛰어난 망간 산화물의 망간 일부를 구리와 크롬으로 치환해 3원계 산화물 광열 변환 소재를 만들었다. 물질의 조성을 조절해 물질이 흡수할 수 있는 태양광 파장 대역을 설계하는 ‘밴드갭 엔지니어링’ 기술이다. 일반적인 산화물 소재는 가시광선 파장 영역까지만 흡수하는 데 그치지만, 개발된 소재는 자외선부터 가시광선, 근적외선 영역까지 빛의 97.2%를 흡수한다.</p> <p contents-hash="080a726f8a315a70c9d9744cd4bfc4d01493a19211a199d02eb0db1e708e8ed7" dmcf-pid="5DMjep1y1X" dmcf-ptype="general">또 흡수된 태양광이 열로도 잘 변환된다. 망간 자리를 크롬이나 구리가 차지하게 되면 흡수된 태양 빛 에너지가 다시 빛 형태로 방출되기보다 열로 전환되는 비율이 높아지기 때문이다.</p> <p contents-hash="95d640b826885a4f35b3c4f840592b0995ca58053b8d3bdf7c636c548d496a16" dmcf-pid="1wRAdUtWGH" dmcf-ptype="general">덕분에 소재 표면 온도가 80℃까지 올라간다. 이는 같은 조건에서 63℃에 그쳤던 기존 망간 산화물이나, 74℃를 기록한 구리망간 산화물보다 월등히 높은 성능이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c3fd7bb5ec079daa362c26fbea9ac972831b959ec9a20f9a718b1651993a2126" dmcf-pid="trecJuFYtG" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="장지현(왼쪽부터) 교수, 라나 이르판 박사, 김성도 박사, 이진영 연구원.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/12/ned/20260112105655985xfbm.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="xnu8zlsAXp" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/12/ned/20260112105655985xfbm.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 장지현(왼쪽부터) 교수, 라나 이르판 박사, 김성도 박사, 이진영 연구원.[UNIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="2f40dabe779e46af6e7abb1d88c63508b52ac2dd86a3595aff0de09dc632e7ef" dmcf-pid="Fmdki73GtY" dmcf-ptype="general">장치 구조 설계 또한 염 축적을 최소화하는 방법으로 최적화했다. 역U자형 구조로, 광열변환 소재가 코팅된 증발면 부분은 물을 잘 흡수하는 면 소재를, 나머지 부분은 폴리에스터 소재가 적용됐다. 폴리에스터의 섬유 구조는 빨대처럼 물을 빠르게 끌어 올리는 역할을, 폴리에스터 자체의 소수성 성질은 소금이 증발면에 달라붙지 않게 흘려보내는 통로 역할을 해준다.</p> <p contents-hash="bacb02835bab869bb3f6d6f10d6dedb18c27a102ef001728b7ed63ca88312655" dmcf-pid="3sJEnz0H5W" dmcf-ptype="general">장지현 교수는 “기존 산화물 광열변환 소재들이 빛을 흡수하는 대역이 좁아 효율이 낮았던 점을 근본적으로 개선하고, 광열변환 특성 또한 향상시켜, 고성능 증발기를 만들 수 있었다”며 “소재의 내구성이 뛰어나고 대면적화도 쉬워, 실제 식수 부족 문제 해결에 도움이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.</p> <p contents-hash="401fbb8a85a58e84a96313168251ac718167377d63c9626bc3caa167502efb38" dmcf-pid="0OiDLqpX1y" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 지난달 16일 온라인 공개돼 정식 출판을 앞두고 있다</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 삼성이 이뤄낸 '주름 없는 폴더블폰'…비결은 압력 분산? 01-12 다음 빙속 정재원, 올림픽 3회 연속 메달 도전…"가장의 책임감" 01-12 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
