텍사스 오스틴 대학교 연구진들이 일상적인 폐기물을 깨끗한 물을 대기에서 직접 추출하는 기술로 전환하는 방법을 찾아냈습니다.
이 팀은 다양한 유기 물질을 사용하여 "분자 기능화된 바이오매스 하이드로겔"을 개발했는데, 이는 약간의 열만으로도 공기에서 식용 물을 추출할 수 있으며, 1킬로그램당 하루 약 4갤런의 물을 생산할 수 있어 일반적인 물 수확 기술보다 약 3배 더 많습니다.
"이는 지속 가능한 물 수집에 대한 완전히 새로운 방식을 열어주며, 가정과 소규모 지역사회를 위한 실용적인 물 수확 시스템을 향한 큰 진전을 이루었습니다."라고 연구팀을 이끈 유이화 교수가 말했습니다.
최근 연구에 따르면 약 44억 명의 사람들이 안전한 식수에 대한 접근이 제한되어 있어, 이는 전체 인구의 약 50%에 해당합니다.
공기에서 물을 추출하는 것은 새로운 것이 아니지만, 이 접근 방식의 차별점은 그렇지 않으면 매립지에 버려질 자연 소재를 사용한다는 것입니다. 연구진은 식물에서 발견되는 셀룰로오스, 옥수수와 감자 같은 식품에서 나오는 전분, 그리고 조개껍질에서 추출한 키토산을 고성능 물 수확기로 성공적으로 전환했습니다.
"결국 깨끗한 물에 대한 접근성은 간단하고, 지속 가능하며, 확장 가능해야 합니다."라고 이 연구에 참여한 다른 연구원인 관웨이신이 말했습니다. "이 소재를 통해 자연의 가장 풍부한 자원을 활용하여 언제 어디서나 공기에서 물을 만들 수 있습니다."
이 기술은 2단계 프로세스를 통해 작동합니다. 먼저 연구진은 온도 변화에 민감한 열반응성 그룹을 소재에 부착합니다. 그런 다음 바이오매스의 물 흡수 능력을 높이기 위해 특수 분자인 "쌍성 이온 그룹"을 추가합니다.
그 결과는 일반 제습기에서 발견되는 실리카 젤 패킷과 유사하지만 성능이 크게 향상되고 안전한 구성의 하이드로겔입니다.
현장 테스트에서 이 시스템은 성공적이었습니다. 1킬로그램의 소재로 하루 최대 14.19리터의 물을 생산할 수 있었습니다. 팀에 따르면 유사한 기술은 일반적으로 1~5리터의 물을 하루에 생산합니다.
냉각 장치에 의존하는 기존 물 수확 시스템과 달리, 이 하이드로겔은 단순한 태양열 가열이나 다른 공정에서 발생하는 폐열만으로도 60°C(140°F)의 온도에서 포집한 물을 방출할 수 있습니다.
이러한 최소한의 에너지 요구 사항은 전력이 부족한 오프그리드 지역 사회와 비상 상황에서 특히 유망한 기술로 만듭니다.
유이화 교수팀은 수년 동안 물 생성 기술을 개발해 왔으며, 극건조 조건에 적응된 시스템과 주사형 물 여과 시스템도 포함되어 있습니다. 이제 그들은 상용화를 위한 실용적인 장치, 즉 휴대용 물 수확기, 자립형 관개 시스템, 비상 식수 장치 등의 생산 확대와 설계에 주력하고 있습니다.
편집: 앤드류 헤이워드
