포스텍 연구팀, ‘바닷물을 식수로’ 기술 발표

포스텍 전상민 교수. 사진제공｜포스텍

포스텍 최지훈 박사. 사진제공｜포스텍

POSTECH(포항공과대학교) 연구팀은 14일 ‘햇빛’과 ‘바람’으로 바닷물을 식수로 바꾸는 혁신적 기술을 발표했다.

전 세계적으로 물 부족 문제가 심각해지고 있으며 기후 변화로 인한 위기는 더욱 가속화되고 있다. 이를 해결하기 위해 바닷물을 식수로 바꾸는 ‘해수담수화’ 기술이 개발되고 있다. 최근 주목 받고 있는 태양열을 활용한 해수담수화 기술은 친환경에너지를 활용해 역삼투압 기반 기존 기술의 경제적인 대안이 될 수 있다. 하지만 이 방식은 수증기가 증발기 표면에 쌓여 태양광 흡수를 방해하고 증발을 억제하는 문제가 있었다.

포스텍 연구 이미지. 사진제공｜포스텍

이번 연구에서 POSTECH 화학공학과 전상민 교수, 최지훈 박사 연구팀은 ‘태양열’과 ‘바람’을 활용해 바닷물로 깨끗한 물을 만들 수 있는 ‘회전형 3D 태양열 증발기(rotating 3D Solar Steam Generator, rSSG)’를 개발했다.

이 증발기는 광열소재인 폴리피롤(polypyrrole)을 원통형 멜라민 폼(melamine foam) 위에 직접 중합(in-situ polymerization)하는 방식으로 제작됐으며 증발기 자체 회전을 통해 주변 공기의 흐름을 유도해 태양열 외에 추가적으로 자연에너지를 흡수하고 수증기의 축적을 방지하여 증발을 촉진하는 역할을 한다.

실험 결과, 이 시스템은 회전하지 않는 기존 고정형 3D 시스템에 비해 증발 속도가 17% 증가했으며 담수 생산량이 76% 증가했다. 특히, 회전을 유지하는 데 필요한 에너지는 담수 생산 증가에 필요한 에너지의 21%에 불과했다. 적은 에너지로도 훨씬 더 많은 깨끗한 물을 얻을 수 있게 된 것이다.

POSTECH 전상민 교수는 “‘회전형 3D 태양열 증발기’는 에너지를 최소한으로 사용하면서도 효과적으로 바닷물을 담수로 전환함으로써 탄소중립 달성에 기여할 수 있는 친환경 기술”이라며 “WHO(세계보건기구) 기준을 충족하는 식수를 생산할 뿐 아니라 해수담수화 과정에서 발생하는 농축수 제거와 바닷물 속 유용한 미네랄 회수에도 응용될 가능성이 크다”라는 말을 전했다.

한편, 이 연구는 한국연구재단의 지역혁신 선도연구센터 과제 지원을 받아 수행됐다.

포항｜스포츠동아 정다원 기자 localdk@donga.com


정다원 기자