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2017년 2월 2일 목요일

저렴한 태양열 담수화 시스템



(Hydrophilic paper absorbs water, while a coat of carbon black absorbs sunlight, heating and evaporating the captured water(Credit: University at Buffalo))


 물은 사람이 사는 데 있어 절대적으로 필요한 물질입니다. 동시에 산업화가 진행되고 생활수준이 올라갈수록 1인당 물 소비량도 크게 증가해 물의 수요는 계속해서 증가하게 될 것입니다. 따라서 상당히 많은 국가가 물부족 국가라는 사실은 생각하면 당연한 일입니다. 


 그런데 사실 선진국의 경우에는 지하수 개발, 댐 같은 하천 개발, 해수 담수화 등을 통해서 어느 정도 자유롭게 물 조달이 가능합니다. 진짜 문제가 심각한 경우는 물부족 국가인데 가난한 국가인 경우입니다. 이 경우 생활용수 뿐 아니라 생존에 기본적으로 필요한 깨끗한 식수마저 부족한 경우가 많습니다. 


 버팔로 대학, 중국 푸단 대학, 위스콘신 메디슨 대학 (University at Buffalo (UB), China's Fudan University and the University of Wisconsin-Madison) 등의 다국적 연구팀은 매우 저렴한 가격으로 제작할 수 있는 태양열 정수 장치를 개발했습니다. 


 물론 과거에도 태양열로 바닷물이나 오염된 물을 증발시킨 후 다시 응결시키는 정수 장치는 존재했습니다. 그러나 대부분 태양열을 집중시키는 거울이나 렌즈를 포함하고 있어 가격이 비싼 편이었고 정작 필요한 가난한 국가의 사람들은 사용하기 힘들었습니다. 


 연구팀은 폴리스티렌 폼 polystyrene foam과 투과성 종이, 그리고 블랙 카본을 이용한 부유식 증발 장치를 개발했습니다. 생김새가 매우 저렴해보여 사실 국제 과학자팀이 만든 것치고는 조잡해 보이지만, 사실 바로 그 점이 이 장치의 가장 큰 장점이라고 할 수 있습니다. 다시 말해 제조비용이 매우 저렴합니다. 


 물은 폴리스테렌 폼을 통해서 흡수된 후 블랙 카본에서 태양열을 흡수해서 섭씨 44도 정도에서 서서히 증발시키는 과정을 겪게 됩니다. 그리고 내부의 수증기는 상대적으로 온도가 낮은 투명 아크릴 벽에서 응결된 후 별도의 백에 고이게 됩니다. (사진) 이 방식으로 작은 냉장고만한 장치가 하루 3-10리터의 물을 정수할 수 있습니다. 


 정교한 대규모 해수 담수화 및 고도 정수 장치는 아니지만, 대신 이 장치는 집에서도 만들 수 있을 만큼 구조가 간단하며 제작 비용도 평방 미터당 1.6달러까지 낮아질 수 있다는 것이 큰 장점입니다. 물론 원리상 이물질이 폴리스티렌 폼과 투과성 종이의 구멍을 막으면 더 이상 사용할 수 없긴 하겠지만, 원료 자체가 매우 저렴하고 쉽게 구할 수 있고 교체도 간단해서 정수만 제대로 된다면 큰 문제는 아닐 것으로 생각됩니다. 


 연구팀은 이 장치가 개도국은 물론 재난으로 인해 마실 수 있는 식수를 구하기 힘든 특수 경우에서도 사용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 실제로 얼마나 잘 정수가 되는지는 약간 반신반의 하지만, 제대로 된다고 가정하면 적정 기술의 또 다른 사례가 아닐까 생각됩니다. 


 참고 





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