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빌 게이츠가 마신 물이 사실은 ‘배설물’?

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빌 게이츠가 마신 물이 사실은 ‘배설물’?

2015.12.29 18:00
연세大, 태양광 증기 발생 필름 개발…물을 순식간에 증기로 전환
연세대 제공
연세대 제공

올해 초 빌 게이츠 마이크로소프트(MS) 공동창립자는 배설물로 만든 물을 시음하는 모습을 공개해 주목을 받았다. 오수를 높은 온도로 끓여 순수한 수증기만 골라 식수를 얻는 기계 ‘옴니프로세서’를 활용한 것이다.
 

김경식 연세대 기계공학과 교수(사진)팀은 옴니프로세서보다 효율이 2배 가량 높은 태양광 증기 발전 필름을 개발했다고 29일 밝혔다. 별도의 집광 장치 없이 이 필름을 물 위에 띄어 놓고 햇빛을 쪼이면 순식간에 물을 증기로 바꿀 수 있다.

 

기존 태양광 증기 발생장치는 물속 금속 나노입자에 빛을 쪼여 물을 끓이는 방식을 채택했다. 하지만 금속이 특정 파장대의 빛만 흡수할 수 있고, 입자들이 물속에 퍼져있어 물 전체를 끓여야 하는 등 효율이 떨어진다는 단점이 있었다.

 

연구팀은 물 표면에서 증기를 발생시키면서도 넓은 영역의 태양빛을 흡수할 수 있는 필름을 개발해 문제를 해결했다. 알루미늄 기판 위에 미세한 알루미늄 나노선을 세워두고 세척과 건조를 반복하자 모세관력에 의해 나노선이 서로 응집해 여러 개의 산과 골짜기가 반복되는 모양의 구조를 형성했다.

 

연구팀이 개발한 필름을 활용한 증기생성 과정 모식도. - 연세대 제공
연구팀이 개발한 필름을 활용한 증기생성 과정 모식도. - 연세대 제공

이 구조물을 금으로 코팅한 뒤 빛을 쪼이자 수~수 백㎚(나노미터·1㎚는 10억 분의 1m) 크기의 골짜기 틈으로 빛이 집중돼 열이 발생했다. 연구팀은 이를 다공성 테이프 위에 옮겨 물 위에 띄울 수 있는 필름 형태의 증기 발생장치를 만들었다.

 

연구팀이 개발한 필름은 자외선부터 중적외선까지 넓은 영역의 빛을 91%까지 흡수했다. 또 태양광에서 증기를 생성하는 효율은 최대 57%로 기존 금속 입자를 활용한 장치(24%)보다 효율이 2배가량 높았다.

 

김 교수는 “대면적으로 제작하면, 1㎡ 넓이의 필름에서 시간당 최대 16㎏의 증기를 만들 수 있다”며 “폐수를 정수하는 적정기술부터 태양광을 이용하는 증기 발전, 해수 담수화 장치 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

 

연구결과는 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 14일 자에 실렸다.

 

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