지구온난화로 폭우와 가뭄 빈도를 예상하기 점점 어려워지고 있는 가운데 공기에서 식수를 추출하는 기술이 국내에서 개발됐다.
한국기계연구원 임현의 연구단장 연구팀은 동물과 식물 메커니즘에 착안해 국내 최초로 '휴대용 수분포집 시스템'을 개발하고 곧 상용화에 들어간다고 20일 밝혔다.
기존 수분포집 시스템은 냉각식 제습기와 에어컨 같이 수분 과포화 상태를 조절하기 위한 응축기, 증발기, 압축기 등으로 구성돼 소음, 무게, 냉매 사용에 따른 환경오염 우려가 있다. 이같은 한계를 개선하기 위해 열전소자를 이용한 수분포집 시스템이 개발되고 있지만 에너지 효율이 크게 떨어진다는 단점이 있다. 열전소자란 열 에너지를 전기 에너지로, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 장치다.
이에 연구팀은 열전소자의 발열면을 흡습판으로 이용해 포집량과 에너지 효율을 2배 이상 높였다.
우선 흡습판의 흡습(냉각) 모드를 통해 공기중 수분을 모으고, 발열 모드로 전환하면서 수분을 흡습판에서 탈착시켜 냉각된 응축판으로 전달한다. 연구팀은 이를 통해 기존 대비 수분포집 효율이 2배 이상 높아졌다고 설명했다. 이후에는 다시 흡습판을 냉각하면서 응축판을 순간적으로 80℃까지 가열해 표면 박테리아를 1분안에 살균할 수 있다.
즉, 추가적인 전력을 공급하지 않고도 하나의 열전 모듈로 수분 흡착, 응축, 살균 기능 전체를 실행할 수 있도록 설계돼, 소비전력을 줄일 수 있었다. 이 덕분에 국내 최초로 '휴대용 수분 포집기'를 만들 수 있게 됐다. 또 발열면에서 발생하는 고온의 열에너지를 수분 탈착에 사용해 뜨거운 공기를 내보내는 등 열에너지 손실도 줄였다.
이에 더해 규조토와 생분해 고분자를 이용해 자연분해가 가능한 친환경 필터를 만들어 중금속은 물론 나노미터(㎚) 수준의 미세플라스틱까지 제거할 수 있는 정수시스템도 구축했다.
연구팀은 물 수확 성능과 물 안정성 검증 등 공인인증기관 성적서를 통해 안전 인증을 받고 퓨어시스에 기술이전해 휴대용부터 대용량까지 다양한 제품군 사업화를 계획하고 있다.
임 연구단장은 "물이 부족한 상황에서 식수를 확보할 수 있는 의미있는 개발"이라며 "식수 부족, 가뭄 등 해결을 위해 세계 각국의 많은 사람들이 안전하게 먹을 수 있는 음용수 생산시스템 구축에 노력하겠다"고 말했다.
Copyright @ NEWSTREE All rights reserved.
