바닷물이 식수로 변하는데 버튼 하나면 딱

2022. 7. 25. 18:05지식인/과학,우주

휴대용기기에서 바닷물을 식수로

 

 

매해 여름 미국 서부에서는 뜨거운 열기 속에 가뭄이 지속되면서 농작물이 있는 들판이 마르고

농작물이 말라서  추수가 불가능한 지역이 많습니다.

해를 거듭할수록 그 범위는 확장되고 있어 물 부족을 겪는 미국인들의 수도 증가하고 있습니다.

서부 대부분 지역에서는 물이 모자라서 잔디와 화초가  말라죽어가지만 물은 줄 수가 없습니다. 

또한 일부 지역 상수원이던 후버 땜 역시 말랐다는 뉴스를 접하게 됩니다.

 

물은 생명의 원천이라고 하지만 지구촌 곳곳에서는 물 부족으로 심각한 위협에 처해 있으며 

가뭄으로 인해 농작물 경작이 어려워지는 지역도 날로 늘어나면서 식량 부족을 가속화하고 있습니다.

 

그런가 하면 영국을 비롯해 대부분 유럽 역시 폭염과 폭열에 시달리고 있으며 이로 인해 고압선이 끊어지고 

천로가 휘어지며 산불이 발발합니다. 

 

유엔은 최근 보고서를 통해 이대로 간다면 2050년쯤엔 세계 인구 75%가 가뭄으로 위험에 처할 수 있다고 발표했습니다.

 

그동안 고통받으며 화가 난 지구의 화풀이가 앞으로 얼마나 어디까지 지속될지 우리의 노력에 따라 달라질 수 있지만 

해마다 지구 온난화로 인한 재해가  더 넓은 범위로 번지며  강도가 더 심해지고 있는 것은 우리 인류가 크게 고민해야 할 문제인 것 같습니다.  달에 대해 얼마나 알고 있습니까?

 

특히 식수의 부족은 점점 심화되고 있고 유엔의 경고 또한 매해 지역들이 추가되고 있습니다.

 

 

 

 한가지 희망적 기술이 있습니다. 

 

바닷물을 버튼 하나로 식수로 만들 수 있는 기술이 개발되었습니다.

MIT 대학 연구원들은 마실 수 있는 음용수를 생성하기 위해 입자와 염분을 제거할 수 있는 10kg 미만의 휴대용 담수화 장치를 개발했습니다.

 

지금까지의  바닷물의 염분 제거를  위한  필터 장치는 물을 밀어내기 위해 고압펌프가 필요하기 때문에 소형화하기 어려웠습니다.

그러나 새로운 장치는 휴대전화 충전기보다  더 작은 장치로 휴대가 가능하며 물에서 염분을 제거하는데 훨씬 쉽게 작동할 수 있다는 것입니다. 

 

장치가 소형이기 기존 필터 장치를 위해  필요한 전력 역시 작은 태양 전지판으로 구동할 수 있습니다.
새로 개발된 소형장치는 물에 염분이 많은 섬 지역이나 장시간 뱃길을 이동할 때, 자연재해지역에서 난민을 위해서나 장기간 군사작전 수행 시 등  식수가 제한된 지역에서 도움이 될 것입니다. 

 
 이 장치는 세계 보건기구의 품질 기준을 초과하는 식수를 생성했으며

장치의 구동을 위해서는 온라인에서  약$50에 구입할 수 있는 소형 휴대용 태양 전지판을 이용해 가늘고 

버튼 하나만 누르면 실행되는 사용자 친화적인 장치에 조합되어 있습니다.

화씨 880 도의 금성과 화씨 영하 331도의 해왕성

 

 


 장치 원리 


기존 휴대용 담수화 장치는 물이 필터를 통과해야 하지만

이것은 전력을 사용하여 음용수에서 입자를 제거합니다.

그 뿐 아니라 필터를 교체할 필요가 없어  장기적인 유지 관리에 용의 합니다.

 

이 장치 개발을 위해  노스이스턴대학교 박사과정 연구원인 한종윤, 권혁진; 강성구 씨 등 한인들이었으며 

이는  Environmental Science and Technology온라인에서 판매가 시작되었습니다. 

 그동안 상업적으로 이용 가능한 휴대용 담수화 장치는  필터를 통해 물을 밀어내기 위해 고압 펌프가 필요하며

필요 에너지를 위해 장치 소형화가 어려웠습니다.

그러나 이 팀은 지난 10여 년의 연구를 통해  ICP 공법을 착안하였습니다.

"이 공정은 물을 여과하는 대신 물 채널 위와 아래에 위치한 멤브레인에 전기장을 적용합니다.

멤브레인은 염 분자, 박테리아 및 바이러스를 포함하여 양전하 또는 음전하를 띤 입자가 지나갈 때 밀어냅니다.

하전 된 입자는 결국 배출되는 두 번째 물 흐름으로 유입됩니다"

이 공정은 용해된 고체와 부유 물질을 모두 제거하여 깨끗한 물이 채널을 통과할 수 있도록 하여.

저압 펌프만 필요하기 때문에 ICP공정은  다른 기술보다 에너지를 덜 사용합니다.

이 공정에서 완벽하게 제거되지 않은 염분 제거를 위해 전기투석 방법과 통합하는 방식입니다. 

ICP 및 전기투석 모듈을 축소 및 적층 하여 에너지 효율성을 개선하고 휴대용 장치 내부에 들어갈 수 있도록 하고

물 정화를 위해 접근 방식도 버튼 하나로 누구나 쉽게 작동이 가능하게 했으며  염도 수준과 입자 수가 특정 임계값으로 감소하면  사용자에게 물을 마실 수 있는 방식입니다.

연구원들은 또한 이 장치를 무선으로 제어하고 전력 소비나 물의 염도를 실시간 데이터로 볼 수 있게 앱을 개발했습니다.   
이들의 희망은 이 기기가 더 많은 물을 정화할 수 있도록  생산 속도를 개선하는데 노력하고 있습니다

아스피린의 영웅이자 인류의 영웅 펠릭스 호프만

 

 

알고 계십니까? 인간의 위대함을


82세의 스페인 발명가는 공기에서 식수를 추출하는 휴대용 태양열 증류기를 개발했습니다. 
이기기는 모든 곳에서 식수를 공급할 수 있습니다.

 

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