포항공대 연구팀, 태양광 이용한 해수 담수화 기술 개발

김동식 기자 / 기사승인 : 2020-07-30 12:44:34
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효율 99% 이상...경제적이고 친환경적

▲ 태양광 이용 해수 담수화 기술 이해도(이상준 교수팀 제공)

 

포항공과대학교 연구팀이 태양광을 이용해 효율 99% 이상인 해수 담수화 기술 개발에 성공했다.

한국연구재단은 30일 포항공대 이상준 교수 연구팀이 태양광 기반 해수 담수화 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

해수 담수화는 바닷물에서 염분을 제거해 식수·생활용수를 얻어내는 과정으로, 태양광을 이용해 해수 담수화를 진행하면 외부로부터 전기나 열 에너지를 공급할 필요가 없고 이산화탄소가 발생하지 않아 경제적이고 환경 친화적이다.

연구팀의 이번 기술은 저렴한 각설탕을 이용해 다공성 실리콘 구조의 광열 멤브레인을 개발했다. 태양광을 멤브레인에 쪼여 멤브레인의 빛 에너지를 열 에너지로 바꾸는 반응을 거쳐 해수를 증발 시켜 식수를 얻는 방식이다.

기존 기술은 증발 효율이 낮고, 해수가 증발하면서 멤브레인 표면에 생기는 소금 결정 때문에 증발 성능을 지속적으로 유지하기 어려운 점이 있었다.

연구팀이 개발한 광열 멤브레인은 친수성이 높으며, 열이 외부로 빠져나가지 않고 특정 부분에만 한정할 수 있는 성질이 있어 표면 온도를 급속히 높일 수 있다.

연구팀은 광열 멤브레인을 바닷물에 띄운 뒤 태양광을 쪼여 해수를 99.997%의 매우 높은 증발 효율로 담수화하는 데 성공했다. 연구팀은 담수화한 물이 세계보건기구(WHO)와 미국 환경보호청(EPA)의 식수 기준을 만족한다고 설명했다.

이상준 교수는 이번에 개발한 담수화 장치는 태양광을 이용해 운영비도 적게 들고 친환경적이라며 "개발한 태양광 기반 담수화 장치를 건물 옥상에 설치해 3개월 동안 실험한 결과 매일 30ℓ/㎡의 높은 담수 생산 능력을 보였다"고 자평했다.

연구팀의 이번 연구 결과는 국제 학술지 '나노 에너지'(Nano Energy) 지난 28일 자에도 실렸다.

 

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