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미래에는 모든 가정마다 공기 중에 있는 물을 추출해 내는 전자 제품이 한 대씩 있을지도 모르겠다. 이 제품은 공기의 습도가 낮은 사막 기후에서도 사용 가능하고, 전원은 태양에서 얻으면 된다. 하지만 아주 먼 미래의 일은 아닌 것 같다. 미국 과학자들이 공기 중 수분을 수확할 수 있는 장치를 개발했다고 보고했다. 이 기기를 이용하면 습도가 20% 미만인 조건에서도 수 리터의 물을 얻을 수 있다고 보고했다. 관련 연구는 Science지에 보고되었다 (science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aam8743). 미국 MIT (Massachusetts Institute of Technology)대학 연구진이 만든 태양력으로 움직이는 물 수확기는 버클리 대학(University of California, Berkeley) 연구진이 만든 특수 재료인MOF(metal-organic framework)을 이용한 것이다.기존 연구에서는 낮은 습도의 공기에서 물을 수확하기 위해서는 많은 에너지가 필요했다. 연구진은 20-30퍼센트의 습도 아래에서 1 킬로그램의 MOF를 사용하면 12시간 간격으로 2.8 리터의 물을 뽑아낼 수 있다고 밝혔다. 연구팀은 실제 상황에서 제작된 기계가 잘 작동된다는 것을 확인했다고 보고했다. 2014년도에 버클리 대학 연구팀은 지르코늄 금속과 아디픽산을 조합해서 만든 MOF가 수증기와 결합한다는 것을 발견하고, MOF로 물을 수집할 수 있는 시스템을 개발하고자 노력해 왔다. 연구팀인 디자인한 시스템은 2파운드 이상의 먼지크기의 MOF 결정을 태양 흡수기와 응축기 판 사이에 압축해서 만든 것이다. 시스템을 공기 중에 놓으면 다공성 MOF를 통해 주위의 공기들이 흘러들어오고, 물은 내부의 표면에 결합하게 된다. X선 결정 연구에 의하면 물 수증기 분자들은 8개가 그룹으로 모여서 큐브를 형성한다는 것을 보였다. 태양 빛이 창을 통해 들어보면 MOF을 가열시키면서 결합된 물을 응축기로 향하게 한다. 수증기 응축기에서 액체 물로 바뀌면서 수집기에 떨어지게 된다. 하지만 앞으로 향상해야 할 부분이 많이 있다. 현재의 MOF는 물 무게의 약 20% 만을 흡수할 수 있지만, 다른 MOF 재료는 40% 이상을 흡수할 수 있는 가능성이 있다. 재료는 또한 보다 좋은 효율로 보다 낮은 습도에서도 작동이 되도록 미세 조정할 수 있다. 현재 수 천종의 MOF가 만들어졌기 때문에, 물 수확하는 양을 높일 수 있는 많은 여지가 있다고 연구진은 주장했다. 연구팀은 현재 MOF를 향상시키기 위한 노력을 하고 있다. 연구팀은 밤에도 습도를 물로 바꿀 수 있는 시스템을 개발하고 있으며, 태양 수집기가 보다 더 빠른 속도로 물을 수확하도록 디자인될 필요가 있다고 말했다. 나중에는 사막에서도 사용하고, 한 시간 안에 먹을 수 있는 물을 수확할 수 있는 날이 오게 될 것이라고 연구팀은 주장했다. |
