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포스텍 연구진, 친환경 해수담수화 기술 개발

2025-02-16

회전형 3D 태양열 증발기...기존 증발기 단점 보완

친환경에너지 활용으로 탄소중립 기여

전상민 교수-최지훈 박사 팀

기존의 태양열 및 바람 증발기의 한계와 이를 극복한 회전형 3D 태양열 증발기의 성능 모식도. <포스텍 제공>

전상민 교수.

최지훈 박사.

국내 대학 연구진이 태양열을 이용해 바닷물을 식수로 변환하는 기술 효율을 획기적으로 향상시키는 방법을 개발했다.

포스텍(POSTECH)은 16일 화학공학과 전상민 교수와 최지훈 박사 연구팀이 '태양열'과 '바람'을 활용해 바닷물로 깨끗한 물을 만들 수 있는 '회전형 3D 태양열 증발기(rotating 3D Solar Steam Generator, rSSG)'를 개발했다고 밝혔다. 지구의 70%가 물로 덮여 있지만 마실 수 있는 물은 극히 일부에 불과해 전 세계적으로 물 부족 문제가 심각하다. 이를 해결하는 한 방법으로 '해수담수화' 기술이 개발되어 있다. 이 중 친환경에너지인 태양열을 활용한 기술이 주목받고 있다. 하지만 이 방식은 태양열로 증발한 해수의 수증기가 증발기 표면에 쌓여 태양광 흡수를 방해하고 증발을 억제하는 한계가 있었다.

이에 연구진은 증발기를 회전시키는 방법을 생각해냈다. 즉 증발기 자체 회전을 통해 주변 공기의 흐름을 유도해 태양열 외에 추가적으로 자연에너지를 흡수하고 수증기의 축적을 방지해 증발을 촉진하는 결과를 도출한 것이다. 이 증발기는 광열소재인 폴리피롤(polypyrrole)을 원통형 멜라민 폼(melamine foam) 위에 직접 중합(in-situ polymerization)하는 방식이다. 실험 결과도 우수했다. 이 시스템은 회전하지 않는 기존 고정형 3D 시스템과 비교해 증발 속도가 17%, 담수 생산량이 76% 증가했다. 특히 회전을 유지하는 데 필요한 에너지는 담수 생산 증가에 필요한 에너지의 21%에 불과했다. 전상민 교수는 "회전형 3D 태양열 증발기는 에너지를 최소한으로 사용하면서도 효과적으로 바닷물을 담수로 전환하는 친환경 기술"이라고 설말했다. 전준혁기자 jjh@yeongnam.com