공기에서 먹는 물 만든다…자연서 영감 받은 휴대용 물 포집기

임현의 기계연 연구단장 연구진

한국기계연구원 연구진이 개발한 '휴대용 수분 포집 시스템'. 물이 부족한 지역에 사는 생물이 물을 얻는 방식을 모방했다./한국기계연구원

국내 연구진이 공기에서 먹는 물을 만드는 기술을 개발했다. 동·식물이 건조한 지역에서 물을 얻을 때 사용하는 방식을 모방해 전력 사용량도 줄였다. 군용, 캠핑용, 도서 산간 지역에서 식수 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대를 모은다.

임현의 한국기계연구원 자연모사연구단 연구단장이 이끄는 연구진은 공기 중에서 모은 수분을 살균해 먹는 물로 쓸 수 있는 ‘휴대용 수분 포집 시스템’을 개발했다고 20일 밝혔다.

물이 부족한 환경에서 사는 동·식물은 저마다 특별한 방법으로 생존에 필요한 물을 만든다. 공기 중에 포함된 수분을 조금씩 모아 사용하는 방식이 대표적이다. 사막에 사는 선인장은 가시와 줄기 표면에서 대기 중 수분을 물로 응결시켜 비가 내리지 않더라도 오랜 기간 생존할 수 있다.

연구진은 이같이 자연계에서 수분을 포집하는 방식에서 영감을 받아 여러 단계의 과정을 거쳐 먹는 물을 얻는 장치를 개발했다. 공기 중 수분을 흡착한 후 이를 모아 응축하고 살균을 거치는 방식이다. 기존 제습 시스템보다 2배 이상 에너지 효율을 개선하고 냉각핀을 순간적으로 섭씨 80도까지 가열해 살균까지 할 수 있다. 자연 분해가 가능한 친환경 필터로 정수해 안전성도 높였다.

이번에 개발된 시스템은 기존 방식에 비해 수분 포집 능력이 2배 이상 뛰어난 것으로 나타났다. 열전소자에서 전기에너지로 열을 만드는 발열면을 흡습판으로 사용한 것이 핵심이다. 발열면에서 포집한 수분은 응축판으로 전달해 포집 효율을 높였다.

하나의 열전 모듈로 흡착, 응축, 살균을 모두 할 수 있게 설계해 필요한 전력량도 줄였다. 살균에 필요한 필터는 규조토와 생분해성 고분자를 사용했다. 중금속과 미세플라스틱까지 제거할 수 있는 수준이다.

임 연구단장은 “물이 부족한 상황에서 식수를 확보할 수 있는 의미 있는 연구”라며 “식수 부족, 가뭄 같은 문제를 해결하고 세계 각국의 많은 사람이 안전하게 먹을 수 있는 음용수 생산 시스템을 구축하겠다”고 말했다.

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