태양광만으로 해수를 담수로 만드는 장치 개발

태양광만으로 바닷물에서 염분을 제거하고 사람이 마실 수 있는 물로 바꾸는 장치가 개발됐다. 또한, 부산물로 소금도 얻을 수 있다.

매년 8억 4400만 명이 깨끗한 물을 구하지 못하고, 오염된 물과  환경으로 인한 감염으로 신생아 사망이 1분마다 1명에 이른다. 또한 전 세계 총 에너지 소비의 약 3%가 물 처리에 사용되고 있다. 따라서 해수 담수화와 폐수 재사용은 전 세계적인 과제다.

호주 모나쉬 대학교(Monash University) 화공학과 시원 장(Xiwang Zhang) 교수가 이끄는 연구팀이 바닷물에서 소금을 거의 100% 제거해 지속해서 깨끗한 물을 생산할 수 있는 강력한 태양열 증기 발생 시스템을 개발했다. 또한 소금까지 수확 할 수 있다.

이 연구 결과는 최근 국제 저널 Energy & Environmental Science에 논문명 ‘지속적인 태양열 증기 생성 및 소금 수확을 위해 수증기에서 공간적으로 분리되는 소금 결정화(Spatially isolating salt crystallisation from water evaporation for continuous solar steam generation and salt harvesting)’으로 게재됐다.

호주 모나쉬 대학 연구팀이 바닷물에서 소금을 거의 100% 제거해 지속해서 깨끗한 물을 생산할 수 있는 강력한 태양열 증기 발생 시스템을 개발했다. [Monash University]

해수 담수화 장치는 물을 끌어당기는 성질을 가진 초 친수성의 여과지를 탄소 나노 튜브로 코팅한 디스크 모양이다. 이 디스크에 들어간 해수는 탄소 나노 튜브가 흡수한 태양열 에너지를 받아 증발한다. 증발된 물은 디스크 여과지에 남고 소금 결정체는 디스크의 바깥 쪽 가장자리에 만들어진다. 

모나쉬 대학이 실제로 해수 담수화 장치가 작동하는 모습을 공개한 동영상을 보면 바닷물이 담수 되고 소금 결정이 생성되는 과정을 한눈에 알 수 있다. 

중앙에 놓인 검은 원반이 새로 개발된 해수 담수화 장치다. 증발 탈수 디스크의 바깥쪽 가장자리에서 소금이 점점 생성된다. 100시간 경과 후 소금 결정은 증발 탈수 디스크 옆에 쌓일 정도의 양이다. 500시간 경과 후에도 여전히 소금이 생성되고 있다.

연구팀은 남호주 레이페드 만(Lacepede Bay)에서 해수 담수화 장치의 작동 시험을 이미 마쳤으며, 증발 탈수 디스크의 1제곱 미터 당 하루 6리터~8리터의 담수 생산이 가능하다. 

이 기술은 전력 인프라의 부족 국가 나 지역에서 식수 확보뿐만 아니라 처리가 곤란한 액체 폐기물을 고체로 바꾸고 폐수에서의 자원 회수 등에 사용될 유망 기술로 기대되고 있다.

김들풀 기자 itnews@