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김현호(12기) 장학생, 태양열로 공기 중 물 얻는다…'물 부족 국가에 유용'

전기를 쓰지 않고도 대기 중 수증기를 '수확'할 수 있는 기술이 개발됐다. 기존 방법과 달리 상대습도
20% 이하의 건조한 환경에서도 얼마든지 물을 얻을 수 있다는 것이 강점이다.

삼성장학회 12기 김현호(1저자) 장학생·양성우(공저자) 연구원 등
미국 매사추세츠공대(MIT) 연구진은 버클리 캘리포니아대(UC버클리)
연구진과 함께 이런 기술을 '17.4.13일 국제학술지 '사이언스'(Science)를
통해 공개했다.

대기에서 얻을 수 있는 물은 지구에 존재하는 담수의 10%에 이른다.
이 기술은 물 부족 국가에 매우 유용하게 쓰일 수 있다는 기대가 나온다.

연구진은 전력을 써 수증기를 응축하는 기존 기술 대신 새로운 방식을 찾았다. 특수하게 만든 물질에
수증기를 흡착시켜 모으는 것이다.

'흡착물질'로는 금속인 산화지르코늄과 유기물인 퓨말레이트(fumarate)로 구성된 다공성(多孔性) 물질
'MOF-801'(Metal-Organic Framework-801)을 새로 제작해 이용했다.

대기 속 수증기는 MOF-801의 구멍 속에 쌓이고, 태양열을 이용해 이들을 응축기로 날리면 액체 상태인 물로
저장된다. 이런 방법으로 계산상 1kg짜리 MOF-801 판에서 12시간 동안 2.8ℓ(리터) 정도의 물을 얻을 수 있다.

양 연구원은 "장치의 구성요소가 MOF-801 판, 태양열 흡수판, 물 응축기 등 3가지로 간소할 뿐 아니라,
자연의 태양열을 이용하는 만큼 전기 같은 외부 에너지가 필요 없다"고 새 방식의 장점을 설명했다.

전기로 물을 응축하는 방식의 경우 상대습도 50% 이하의 환경에서는 효율이 급격히 떨어지지만,
이 방법으로는 상대습도 20% 이하에서도 얼마든지 물을 포집할 수 있다.

김현호 연구원은 "현재 공기 중에서 물을 얻는 연구가 여럿 진행되고 있는데, 이런 기술은 담수화 시설 등의
인프라가 없는 외진 지역에서 쓸 수 있다"고 설명했다.

대기 속 수증기를 물로 바꿀 수 있는 장치의 모습 <MIT Evelyn Wang 연구실 제공>

12기 김현호 장학생 논문 보기 : http://science.sciencemag.org/content/356/6336/430

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