전력 공급 없이 태양광만으로 바닷물을 가열해 마시는 물로 바꿀 수 있는 기술이 나왔다. 전력 인프라가 부족한 개발도상국이나 도서지역의 식수난 해결에 도움이 될 전망이다.
UNIST는 에너지화학공학과 장지현(사진) 교수팀이 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.
연구팀이 개발한 증발기를 바닷물에 띄워 놓으면 1㎡ 크기에서 1시간 만에 약 4.1ℓ의 식수를 생산할 수 있다. 자연적인 해수 증발 속도의 7배 가까이 되며, 현재까지 학계에 보고된 산화물 소재 기반 장치 중 세계 최고 수준의 증발 속도다.
고성능의 비결은 새로운 광열변환 소재에 있다.
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. 장치 구조 설계 또한 염 축적을 최소화하는 방법으로 최적화했다.
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. 이다예기자 ties@ksilbo.co.kr
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