울산대, 세계 최고 바닷물 담수화 기술 개발

울산대 물리학과 대학원생 김성도·지샨 타히르, 태양광 기반 수증기 생성기 구현

이산화티타늄의 친수성 활용해 흡수 바닷물 증발 가속화

울산대 물리학과 연구팀. 사진 왼쪽부터 일반대학원 물리학과 김성도, 김용수 교수, 지샨 타히르. /사진제공=울산대학교

울산대학교는 이 대학 물리학과 대학원생인 김성도와 지샨 타히르가 세계 최고 성능의 태양광 수증기 발생 장치 제작에 성공했다고 7일 밝혔다.

울산대학교에 따르면 장치 원리는 이산화티타늄이 가진 친수성에 착안해 이를 탄소폼 위에 나뭇가지가 여러 가닥으로 벋어나가는 모습의 수지상으로 활성화시키는 방법이다. 바닷물을 햇빛에 의해 발생한 열로써 수증기로 만드는 데 최대한 활용할 수 있도록 했다.

기존 태양광 담수화 장치는 해수 담수과정에서 석출된 소금결정의 누적으로 성능이 유지되지 못하는 단점이 있었다. 연구팀은 흡수된 물의 순환을 원활히 할 수 있는 이산화티타늄 구조를 활용해 염분 축적을 억제시켰다.



연구진이 개발한 장치를 1㎡ 면적으로 제작해 가동할 경우, 바닷물에서 시간당 2.3ℓ의 담수를 생산할 수 있다. 이는 지금까지 보고된 장치의 생산력 1.5～2.0ℓ를 웃도는 수준이다.

김용수 지도교수는 “이번 연구는 이산화티타늄이 가지는 구조적 특성뿐만 아니라 친수성 특성을 최초로 활용한 것으로, 인류가 직면한 식수 고갈 문제를 크게 해결할 수 있는 기술”이라며 “세상에는 일반 물리학 수준의 지식으로도 해결할 수 있는 과제가 많음을 학생들과 공유한 사례이기도 하다”고 설명했다.

연구 결과는 국내 특허출원 중이며, 미국화학회가 발행하는 ‘ACS Applied Material & Interfaces’ 온라인 판에 게재됐다.