사막 공기로 마실 물 얻는다

MIT·UC버클리 소속 한국인 과학자들 개발
12시간 동안 2.8L 생산

미국에서 활동 중인 한국 과학자들이 오아시스 하나 없는 사막에서도 매일 마실 물을 생산하는 마법 같은 장치를 개발했다.

미국 매사추세츠공대(MIT)와 UC버클리 연구진은 공기에 포함된 수증기에서 물을 흡수하는 MOF라는 흡착소재를 이용해 상대습도가 20% 이하인 사막처럼 건조한 환경에서 물을 얻을 수 있는 물 수확장치를 개발했다고 국제학술지 사이언스가 소개했다. 이번 연구에는 제1저자로 김현호 MIT 연구원이, 공저자로 같은 연구실 양성우 연구원이 참여했다.

과학자들은 대기에는 강과 호수 등 지구에 존재하는 담수의 10%에 해당하는 약 13조L에 이르는 물이 떠다니는 것으로 추정하고 있다.

공기에 포함된 수분에서 물을 얻는 방법은 다양하다. 전기를 써서 수증기를 응축하는 방법은 막대한 전력을 소모하기 때문에 전기 공급이 어려운 사막이나 저개발국에선 쓰기 어려웠다.

MIT 연구진은 밤 온도가 낮을 때는 물 분자를 머금었다가 태양열을 받아 온도가 올라가면 물 분자를 방출하는 스펀지 형태의 MOF라는 흡착물질에 주목했다. UC버클리 연구진이 개발한 이 흡착물질은 금속인 산화지르코늄과 유기물인 푸마레이트로 구성된 다공성 물질이다. 연구진은 태양열 흡수판과 MOF, 응축기로 간단히 물 수확장치를 제작했다. 연구진에 따르면 이 물 수확기는 흡착물질 1㎏만 있으면 12시간 동안 2.8L의 물을 생산할 수 있는 것으로 알려졌다.

이 물 수확장치는 전기가 필요 없다. 사하라사막 환경에 해당하는 상대습도 20%에서도 물을 얻을 수 있다. 하지만 주성분인 지르코늄 가격이 ㎏당 150달러가 넘어 이를 대체할 물질 개발이 시급한 실정이다. 이 연구를 주도한 오마르 야기 UC버클리 교수는 지르코늄 가격의 100분의 1에 불과한 알루미늄으로 대체하는 방안을 내놨다.

연구진은 “연구가 발전하면 사막지역에 식수를 공급하는 차원을 넘어 농업용수도 공급할 수 있을 것”으로 기대했다.

박근태 기자 kunta@hankyung.com