태양열 흡수 극대화…담수 양 10% 증가
개발도상국 식수난 해결 기대
광 증기 증발 장치를 이용한 해수 담수 담수화 모식도. 울산과학기술원
UNIST(울산과학기술원·총장 이용훈) 연구진이 바닷물을 먹는 물로 바꾸는 새로운 해수 담수화 장치를 개발해 개발도상국 식수난 해결에 청신호가 켜졌다.
22일 UNIST에 따르면 에너지화학공학과 장지현 교수팀은 태양열을 효과적으로 흡수할 수 있는 광 증기 증발 장치(Solar Evaporator)를 개발했다.
광 증기 증발 장치는 태양열로 물을 증발시키는 설비다. 바닷물이 광 증기 증발 장치를 통과하면 순수한 물은 증기 상태로 나오고 소금과 같은 염 찌꺼기는 증발 장치에 남는다. 증발한 물을 다시 응결시키면 식수로 쓸 수 있다.
이 장치는 바닷물 위에 떠서 작동하는 특성상 열 손실이 일어나기 쉬워 열 분산을 잘 막는 것이 중요하다.
연구팀은 다중반사 시스템으로 반사된 빛이 재흡수될 수 있도록 설계해 광 흡수체가 흡수하는 열의 양을 늘였다. 증발 장치 1㎡당 얻을 수 있는 담수의 양은 1시간에 1.6kg 이상으로 이전 기술에 비해 10%정도 증가했다.
또 광 흡수체 위쪽은 바닷물을 튕겨내는 소수성 물질, 바닷물과 직접 닿는 하부는 친수성 물질로 만들어 염 찌꺼기가 쌓이는 것을 막아 수명을 3배 이상 늘렸다.
장지현 교수는 “기존 탄소소재 광 흡수체 기반 증발기는 태양광의 열을 증기로 바꾸는 효율이 70%~80%에 그치는 한계가 있었다”며 “이번 연구에서는 매우 경제적인 방법으로 90%에 가까운 효율을 달성했다”고 설명했다.
연구 성과는 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)에 지난 4일자로 공개됐으며 표지논문으로 선정돼 정식 출판을 앞두고 있다.
연구는 한국연구재단(NRF) 중견연구자 지원 사업과 온사이트 수소충전소를 위한 광전기화학 수소생산기술 및 시스템 개발 사업의 지원으로 이뤄졌다.
기사 URL이 복사되었습니다.
댓글0