건조한 지역에서도 공기 중 수증기를 물로 바꾸는 기술

(A diagram illustrating the design of the new water harvester. Credit: Xiangyu Li)

물이 부족한 국가에서도 사실 공기 중에는 수조 리터의 물이 떠다니고 있습니다. 이 수증기를 응결시켜 물로 만드는데 엄청난 에너지와 비용이 들기 때문에 제대로 활용하기 어려울 뿐입니다. 따라서 앞서 소개드린 것처럼 건조한 지역에서도 공기 중 물을 얻을 수 있는 시스템 개발이 활발합니다.

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MIT의 연구팀은 습도가 30% 정도인 건조한 환경에서도 상당량의 물을 얻을 수 있는 새로운 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 구하기 쉬운 물질인 구리로 만들어져 있습니다.

표면적을 넓히기 위해 2mm 간격으로 설치된 구리 핀들은 내부에 많은 공간이 있는 구리폼 구리 폼(foam)에 샌드위치처럼 끼워져 있습니다. 그리고 이 구리 폼은 물을 흡수하는 성질을 지닌 제올라이트(zeolite)로 코팅이 된 구조입니다.

이 시스템을 한 시간 정도 공기 중에 노출하면 코팅이 된 표면 아래로 대기 중의 수증기가 흡수됩니다. 수분 흡수력이 높기 때문에 습도 30%의 건조한 공기에서도 충분한 물을 머금을 수 있다는 게 연구팀의 설명입니다. 그리고 그 다음 구리에 열을 가하면 수증기가 증발해 별도로 회수하는 방식입니다.

이 방식의 단점은 한 번 회수 사이클마다 상당한 에너지를 사용해야 한다는 점입니다. 하루 24회 정도 시스템을 돌리면 1kg 당 1.3리터의 물을 확보할 수 있고 규모를 늘려서 생산성을 높이면 5.8리터까지 가능하다는 게 연구팀의 설명입니다.

에너지 사용량이 많다면 제한점이 있을 수 있으나 일조량이 많은 사막 국가에서는 태양광이나 혹은 태양열 시스템을 이용해 오지에서 마실 물 정도는 보충할 수 있지 않을까 생각합니다.

참고

https://newatlas.com/technology/water-harvester-arid-air-mit/

https://www.acs.org/pressroom/presspacs/2024/june/small-adsorbent-fins-collect-humidity-rather-than-swim-through-water.html

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