김 연구원은 건조한 환경에서도 알아서 수분을 모을 수 있는 흡착물질과 태양열을 사용해 흡착한 수분을 사람이 사용할 수 있는 물로 수확하는 장치를 개발했다. 그에 따르면 개발한 흡착제는 자연적으로 공기 중 습기를 빨아들이게 되는데, 이 물을 수확하기 위해 태양열을 활용해 열을 다시 한 번 가한다. 온도가 높아질수록 흡착된 습기가 빠져나오게 되고 수확장치 안 습도도 높아지면서 이슬점이 상승한다. 이슬점이 주위 온도까지 상승하면 자연적으로 물이 응축되며 액체화 된다.
 
흡착물질은 금속유기구조체 MOF(metal organic frameworks)를 사용했다. MOF는 물질 표면에 수많은 기공이 형성돼있어 가스나 수분을 흡착할 수 있는 기능을 갖는다. 물 부족과 기후변화 문제를 해결할 핵심소재로 떠오르고 있다.
 
김 연구원은 해당 연구를 시뮬레이션 한 결과 상대습도 20%인 경우 1kg의 MOF 흡착제를 가지고 하루 동안 3kg 정도의 물을 수확할 수 있다는 결과를 얻었다. 프로토타입 개발과 시뮬레이션 연구 성과는 2017년 사이언스지에 게재됐고 세계경제포럼과 사이언티픽 아메리칸이 선정한 2017년 세상을 바꿀 10대 기술에 선정되기도 했다.
 
논문 게재 이후 김 연구원은 동료와 함께 실제 건조한 환경에서 얼마나 물을 얻을 수 있는지 실험하기 위해 2017년 5월 미국 애리조나주의 사막지대로 향했다. 사막 한가운데서 연구할 순 없었기에 애리조나에 위치한 대학 옥상을 연구 무대로 삼은 그는 2주간 길게는 하루 12시간 넘게 대기 중 물을 흡착하고 수확하는 실험을 했다. 비교적 덥지 않은 5월이었지만 사막 더위와의 사투가 치열했다고.

실험하는 낮엔 40도가 넘게 올라가더라고요. 연구 동영상도 촬영하고 컴퓨터도 켜야 하는데 너무 태양열이 뜨겁다 보니 알루미늄 포일을 씌웠지만 뜨겁긴 마찬가지였죠. 오존 경보도 자주 뜨고요. 아랍인들이 얼굴을 싸매는 이유를 알겠더군요(웃음)."
태양과의 사투 끝에 얻어낸 물을 가지고 그는 성분을 분석했다. 그 결과 바로 쓸 수 있을 정도의 깨끗한 물이라는 결과를 얻었다. 김 연구원은 "MOF가 유기물질과 금속 등으로 이뤄진 다공성 물질인 만큼 물을 뽑아낼 때 오염물질이 함께 빠져나오는 것을 우려했지만 다행히 깨끗한 물이었다"며 "수분만을 흡착하는 과정이라 수확된 물엔 미네랄은 없었지만, 미네랄은 음식에서 섭취할 수 있고 또 물에 따로 넣어서 마실 수 있으므로 큰 문제는 없을 것"이라고 말했다.
김 연구원은 이번 연구가 바닷물 속 염류를 제거해 마실 수 있는 물로 만드는 해수 담수화 기술의 부족한 부분을 보완할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 해수 담수화 기술은 해안가 지역에서 바닷물을 끌어 올려 정수한 후 필요한 곳으로 옮기는데, 사막화가 심각한 곳이나 인프라가 잘 갖춰져 있지 않은 곳까지 물을 이동시키는 것은 쉬운 일이 아니다.
그는 "우리 기술은 태양열을 활용하면서도 대기 중 수분을 활용하는 것이기 때문에 인프라가 부족한 소규모 마을이나 커뮤니티를 표적으로 물을 공급할 수 있을 것"이라고 말했다.

출처가 블로그인데 과학 전문 언론에서 운영하는 블로그임

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