광 증기 증발 장치를 이용한 해수 담수화 구조물 모형. UNIST 제공

국내 연구진이 태양열을 이용해 바닷물을 먹는 물로 바꾸는 담수화(바닷물의 염분을 제거해 민물로 만드는 일) 장치를 개발했다. 이는 개발도상국(산업의 근대화와 경제 개발이 선진국에 비해 뒤처진 나라) 등의 식수난 문제에 큰 도움을 줄 것으로 보인다.

울산과학기술원(UNIST·유니스트) 에너지화학공학과 장지현 교수팀은 태양열을 효과적으로 흡수할 수 있는 ‘광 증기 증발(어떤 물질이 액체 상태에서 기체 상태로 변함) 장치(Solar Evaporator)’를 개발했다.

광 증기 증발 장치는 태양열로 물을 증발시키는 장치다. 바닷물이 광 증기 증발 장치를 통과하면 순수한 물은 증기 상태로 나오고 소금과 같은 염 찌꺼기는 증발 장치에 남는 것. 이때 증발한 물을 다시 응결(수증기를 식혀서 물이 되게 하는 것)하면 식수로 쓸 수 있다.

연구진은 기존에 개발된 장치들보다 태양열을 효과적으로 흡수할 수 있도록 설계해 담수 전환 양을 늘렸다. 또 장치에 찌꺼기가 쌓이는 것을 막아 장치의 수명도 3배 이상 늘어났다. 이번에 개발된 광 증기 증발 장치를 1㎡ 크기로 만들 경우 시간당 1.6㎏ 이상의 담수를 얻을 수 있다.

장지현 교수는 “기존 탄소 소재를 이용한 광 흡수체 기반 증발기는 태양광의 열을 증기로 바꾸는 효율이 70∼80%에 그치는 한계가 있었다. 이번 개발을 통해 90%에 가까운 효율을 달성했다”면서 “3D(입체) 프린팅으로 제작 가능한 이 장치는 제조가 쉬워 추후 경제적인 방법으로 세계 담수 부족 문제를 해결할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

연구 성과는 에너지 분야 학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)에 최근 공개됐다. ​

▶어린이동아 권세희 기자 ksh0710@donga.com

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