신기술
 

울산대 연구팀, 바닷물 담수화 기술 개발

태양광 기반 수증기 발생장치 제작 성공…시간당 2.3L 담수 생산
이산화티타늄이 가진 친수성 첫 활용…세계 식수 고갈 문제 해결 가능
 

울산대학교는 물리학과 대학원생 김성도(28) 씨와 지샨 타히르(Zeeshan Tahir·28) 씨가 세계 최고 성능의 태양광 수증기 발생 장치 제작에 성공했다고 지난 10월 7일 밝혔다. 이번 연구로 우리나라는 친환경 태양광 담수화 장치 상용화에 한발 앞서 나가게 됐다.

울산대에 따르면 연구팀이 개발한 장치를 1㎡ 면적으로 제작해 가동할 경우, 바닷물에서 시간당 2.3L의 담수를 생산할 수 있다. 이는 지금까지 보고된 장치의 생산력 1.5〜2.0L를 웃도는 수준으로 세계 최고 성능이다.

장치 원리는 이산화티타늄이 가진 친수성에 착안해 이를 탄소폼 위에 나뭇가지가 여러 가닥으로 뻗어나가는 모습의 수지상으로 활성화하는 방법이다. 연구팀은 이 방법을 활용해 태양열이 바닷물을 수증기로 만드는 데 최대한 활용될 수 있도록 했다.

기존 태양광 담수화 장치는 바닷물 담수과정에서 석출된 소금 결정의 누적으로 성능이 유지되지 못하는 단점이 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 흡수된 물의 순환을 원활히 할 수 있는 이산화티타늄 구조를 활용해 염분 축적을 억제했다.

김용수 울산대 물리학과 지도교수는 “이번 연구는 이산화티타늄이 가지는 구조적 특성뿐만 아니라 친수성 특성을 최초로 활용한 것으로, 인류가 직면한 식수 고갈 문제를 해결할 수 있는 기술”이라며 “세상에는 일반 물리학 수준의 지식으로도 해결할 수 있는 과제가 많음을 학생들과 공유한 사례이기도 하다”고 설명했다.

연구 결과는 국내 특허출원 중이며, 미국화학회가 발행하는 『ACS Applied Material & Interfaces』 온라인 판에 게재됐다. 한편, 이번 연구는 교육부와 과학기술정보통신부 및 한국연구재단이 지원하는 대학중점연구소 및 중견연구자 지원사업으로 진행됐다.

[『워터저널』 2021년 11월호에 게재]