UNIST, 태양광만으로 해수 가열해 식수 생산 기술 개발 > 신기술/기타

울산과학기술원(UNIST)이 외부 전력 공급 없이 태양광만으로 바닷물을 가열해 식수를 생산할 수 있는 담수화 기술을 개발했다. 전력 인프라가 부족한 지역에서도 활용 가능한 기술로, 물 부족 문제 해결에 기여할 수 있을 것으로 평가된다.

UNIST 에너지화학공학과 장지현 교수 연구팀은 햇빛을 흡수해 바닷물을 빠르게 증발시키는 3원계 산화물 기반 광열 증발기를 개발했다고 밝혔다. 해당 장치를 바닷물 위에 띄워 운용할 경우 1㎡ 기준으로 1시간에 약 4.1리터의 식수를 생산할 수 있는 것으로 나타났다.

이는 자연 증발 속도의 약 7배에 해당하며, 산화물 소재 기반 증발기 가운데 학계에 보고된 최고 수준의 성능이다. 연구팀은 전기 사용 없이 태양광만으로 이 같은 증발 효율을 구현했다는 점에 의미가 있다고 설명했다.

기술의 핵심은 태양광 흡수 효율을 극대화한 광열 변환 소재에 있다. 연구팀은 기존 망간 산화물의 일부를 구리와 크롬으로 치환해 3원계 산화물을 제작하고, 밴드갭 엔지니어링을 통해 자외선부터 가시광선, 근적외선 영역까지 태양광의 97.2%를 흡수하도록 설계했다.

해당 소재는 흡수한 빛을 효과적으로 열로 전환해 표면 온도를 최대 80도까지 끌어올린다. 이는 동일 조건에서 기존 망간 산화물이 기록한 63도보다 높은 수치다. 높은 표면 온도는 증발 속도를 높이는 핵심 요인으로 작용한다.

장지현 교수는 “내구성이 뛰어나고 대면적 적용이 가능해 실사용 단계로의 확장성이 크다”며 “전력 접근성이 낮은 지역의 식수 문제 해결에 현실적인 대안이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈’에 온라인으로 공개됐으며 정식 출판을 앞두고 있다.