분수령의 순간: 엔지니어들이 건조 지역을 위한 고수율 대기 수분 포집 장치를 발명하다

우리 주변의 공기를 식수로 바꾸는 아이디어는 그 자체로 경이롭습니다. 그리고 습도가 낮은 환경에서 지속 가능한 양의 공기를 얻는 것은 오랫동안 현실보다는 공상 과학에 더 가까웠습니다.

대규모 가뭄으로 미국 남서부 전역에 물 공급에 스트레스가 가해지면서, UNLV의 혁신적인 연구진은 습도가 낮은 곳에서 공기에서 대량의 물을 끌어내는 획기적인 기술을 사용하여 이 문제에 대응하고 있습니다.

이 연구는 10월 22일 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 게재됐습니다.

UNLV 기계 공학 교수인 H. Jeremy Cho는 대기 중 물 수확, 즉 우리 주변 공기의 수증기를 사용 가능한 형태로 변환하는 것에 대한 근본적으로 다른 접근 방식을 가진 연구자 팀을 이끕니다.

기존 대기수확 방법은 습도가 30% 미만일 경우 수확량이 낮고 수익이 감소합니다.

조 박사는 "이 논문은 매우 빠른 속도로 물을 포집할 수 있다는 것을 확실히 보여줍니다."라고 말했습니다.

"우리는 일정량의 물을 생산하기 위해 얼마나 큰 시스템이 필요한지 예측할 수 있습니다. 제가 3피트 x 3피트 크기의 1제곱미터를 가지고 있다면, 라스베이거스에서 하루에 약 1갤런의 물을 생산할 수 있고, 습한 환경에서는 최대 3배 더 생산할 수 있습니다."

이 기술과 접근 방식은 라스베이거스에서 야외에서 테스트되었으며, 습도가 10%까지 효과적이었습니다.

이 기술은 식수나 에너지 생산을 위한 후속 처리에 적합한 액체 소금 용액의 물을 직접 포집하여 건조 지역에 새로운 역량을 제공합니다.

이 공정의 핵심 성분은 하이드로겔 멤브레인 "스킨"입니다. 이 소재의 영감은 자연에서 왔습니다. 특히 나무 개구리와 공기 식물에서 나왔는데, 이들은 유사한 기술을 사용하여 주변 공기에서 내부 저장을 위한 액체로 물을 운반합니다.

"우리는 그 생물학적 아이디어를 가져와 우리만의 방식으로 구현하려고 노력했습니다."라고 그는 말했습니다.

"자연에는 정말 멋진 일들이 많이 일어납니다. 주변을 둘러보고, 배우고, 영감을 받으세요."

또한, 이 연구는 대기 물 수확이 태양열을 이용해 이루어질 수 있음을 보여줍니다.

라스베이거스 밸리와 같이 일 년 평균 300일 동안 햇볕이 잘 드는 곳에서는 햇빛이 자주 내리쬐므로, 이론적이고 최종적인 물 생산 비용을 줄이기에 충분한 에너지를 제공할 수 있습니다.

조씨는 "우리의 수자원은 고갈되고 있으며 지구의 기후는 변화하고 있습니다."라고 말했습니다.

"지속 가능성을 달성하려면 습관을 바꿔야 합니다. 이 아이디어 전체가 공상과학처럼 보였지만, 이는 가능하고, 우리는 실제로 이를 실행하고 있습니다."

이 연구는 이미 WAVR Technologies, Inc.의 형태로 실용화되고 있습니다. Cho는 이 UNLV 스타트업을 공동 창립하여 상업적 및 개인적 용도로 우리 주변 공기에서 수증기를 포집할 수 있는 장치를 만들었습니다. WAVR은 지역적 지속 가능성과 기후 문제를 해결하는 기술을 시장에 출시하는 것을 목표로 하는 National Science Foundation(NSF) Regional Innovation Engines 프로그램의 최고 대학 사업 분사입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241025122821.htm