UNIST, 태양광으로 바닷물 가열해 식수 얻는 기술 개발

(울산=뉴스1) 김세은 기자 = 전력 공급 없이 태양광만으로 바닷물을 가열해 마시는 물로 바꿀 수 있는 기술이 나왔다.

울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 장지현 교수팀은 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㎡에서 1시간 만에 약 4.1L(리터)의 식수를 생산할 수 있는 수준이다.

자연적인 해수 증발 속도의 7배 가까이 되며, 현재까지 학계에 보고된 산화물 소재 기반 장치 중 세계 최고 수준의 증발 속도다.

이러한 고성능의 비결은 새로운 '광열변환' 소재에 있다. 이 소재는 태양 빛을 흡수해 열로 바꾸는 소재로, 증발기 표면에 얇게 코팅된다.

연구팀은 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.

일반적인 산화물 소재는 가시광선 파장 영역까지만 흡수하는 데 그치지만, 개발된 소재는 자외선부터 가시광선, 근적외선 영역까지 빛의 97.2%를 흡수한다.

또 흡수된 태양광이 열로도 잘 변환되면서 소재 표면 온도가 80℃까지 올라간다. 이는 같은 조건에서 63℃에 그쳤던 기존 망간 산화물보다 높다.

장지현 교수는 "소재의 내구성이 뛰어나고 대면적화도 쉬워, 실제 식수 부족 문제 해결에 도움이 될 수 있을 것"이라고 설명했다.

연구 결과는 국제학술지 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)에 지난달 16일 온라인 공개돼 정식 출판을 앞두고 있다. 연구 수행은 '미세플라스틱 대응 화공·바이오 융합 공정 연구센터'의 ERC 과제와 중견연구과제, Brainpool사업, 이노코어사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

syk000120@news1.kr