바닷물이나 하수를 먹는 물로 바꾸는 고효율 태양열 막증류 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국과학기술연구원(KIST)은 2일 물자원순환연구센터 송경근 박사와 광전소재연구단 최원준 박사 공동연구팀이 태양열을 이용, 먹는 물을 대량 생산하는 ‘태양열 막증류 기술’을 개발했다고 밝혔다.
막증류 기술이이란 담수화 기술의 하나로 바닷물 등을 가열해 수증기만 통과할 수 있는 소수성 분리막을 이용해 먹는 물을 생산하는 기술이다.
기존 증발법에 비해 낮은 온도에서 구동 가능해 에너지 사용량을 줄일 수 있고 특히 태양열의 경우 화석연료 사용을 줄여 지구온난화를 방지할 수 있다는 특징이 있다.
다만 기존 상용화된 태양열 흡수체는 성능이 낮아 조건이 까다롭고 흡수 면적도 넓어야한다는 단점이 있었는데, 공동연구팀이 이 단점을 보완했다.
연구팀은 새로운 태양열 흡수체에 티타늄 금속과 불화마그네슘을 사용했다. 그 결과, 0.3~2.5μm 파장의 태양에너지의 85% 이상을 흡수하고 물 온도를 80°C 이상으로 가열할 수 있는 성능을 보였다.
이를 막증류에 적용하자 맑은 날 기준 10시간 동안 4.78L/m2의 먹는 물을 생산할 수 있음을 확인했다. 이는 기존 흡수체에 비해 2배 이상의 물을 생산해낸 것이다.
연구진은 이번 기술을 통해 에너지 인프라가 없는 고립지역이나 먹는 물이 부족한 해외 저개발국 및 국내 도서지역 등에 적용하고 해외 파병지역 등에 공급하는 군사용 시설로도 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
KIST 송경근 박사는 “수처리 기술에 소재 기술을 접목, 혁신적인 성과를 창출한 융합연구의 성공적인 사례”라며 “앞으로도 지속적인 융합연구를 통해 최첨단 소재기술을 적용한 수처리 기술 개발에 매진할 계획”이라고 밝혔다.
한편 이번 연구는 국토교통부 지원으로 국토교통기술촉진연구사업 등으로 수행됐으며 수자원 분야 국제 저널인 ‘Desalination’ (JCR 분야 상위 1.648%) 최신 호에 게재됐다.
