태양광으로 살균하고 태양열로 정수하고! 식수를 만드는 청정에너지

“우와, 이게 정말 공항이라고?”

작은 비행기에서 내려 바라본 필리핀 팔라완 푸에르토프린세사 공항. 팔라완은 필리핀 본섬에서 남서쪽으로 비행기로 한 시간가량 떨어진 거리에 있어요. 여행의 목적지인 엘니도에 도달하기 전에 팔라완 공항이 위치한 도시 푸에르토프린세사에서 잠시 머물렀는데요. 그 와중에 눈에 들어온 것은 ‘Photovoltaic Solar Cell’이라는 작은 간판. 태양광 기술이 필리핀의 시골 도시까지 펼쳐져 왔음을 알 수 있던 순간이었답니다.

우연히 같은 숙소에 머물던 한 미국인은 미국의 전력회사에서 팔라완 현지 태양광 기술 도입을 위한 사전조사차 이곳에 방문했다는데요. 이처럼 태양광 기술은 필리핀뿐 아니라 개발도상국에 이미 널리 퍼져 있어요. 오늘은 그중에서도 깨끗한 물을 제공하기 위한 태양광 기술에 대해 소개해보고자 합니다.

▲위 이미지는 인용의 목적으로 사용되었습니다 [출처-스탠포드대학교 홈페이지]

우리는 정수기를 이용해 깨끗한 물을 먹고, 과학 기술의 발전으로 수돗물인 ‘아리수’조차 식음이 가능할 정도로 맑지요. 또, 정수기가 없다면 물을 끓이거나 햇빛으로 살균하는 방법이 대안이 될 수 있어요. 하지만 두 가지 방법 모두 문제가 있어요. 물을 끓이는 데는 에너지가 너무 많이 소모되고, 물을 햇빛으로 살균하려면 시간이 너무 많이 든다는 점이죠.

 

그런데 미국 스탠포드대 연구진이 이 문제를 해결할 수 있는 신기술을 개발했다고 해요. 미국의 ‘선형 가속기연구소(SLAC)’가 개발한 초소형 살균칩은 태양광을 이용해 물을 정수할 수 있어요. 햇빛의 자외선을 흡수해 물속 박테리아와 세균을 제거해 깨끗하게 만드는 원리인데요. 물론 일조량에 따라 살균 성능이 달라지긴 합니다.

연구진은 산업용 윤활제로 쓰이는 ‘이황화몰리브덴’을 작은 공간 안에 밀집시켜 이 칩을 개발했어요. 얇은 이황화몰리브덴은 자외선을 흡수한답니다. 실제로 25mL의 물속에 이 칩을 넣고 20분 간 자외선을 쪼이자 대부분의 박테리아와 균이 파괴된다는 것이 확인되었어요.

▲위 이미지는 인용의 목적으로 사용되었습니다 [출처-매사추세츠공과대학교 홈페이지]

한편 태양광이 아니라 태양열을 이용한 정수장치도 개발됐는데요. 미국 매사추세츠공대(MIT) 연구진은 동력 없이 태양열만으로 물을 정수할 수 있는 장치를 개발했답니다. 그리고 그 연구 결과를 학술지 ‘네이처 에너지’ 22일 자에 발표했죠.

이 정수 장치는 통에 담긴 물 위로 3개 층의 소재가 덮여 있는 형태인데요. 맨 위층은 태양에너지를 잘 흡수하는 금속층으로, 가시광선과 자외선 영역의 빛만 흡수해요. 그리고 그 아래층은 열을 잘 전달하는 구리판을, 맨 아래층에는 물에 뜨는 단열재를 넣었죠. 각 층은 구멍이 뚫려 있는 구조로 이 구멍을 따라 올라간 물만 태양열을 전달받아 수증기가 되는 것인데요. 이 수증기를 따로 모아 식히면 깨끗한 물을 얻을 수 있답니다.

지구상의 생물들이 살게 해주는 태양. 그 태양이 깨끗한 물을 마시게 하는 데에도 큰 도움이 된답니다. 매일 만나는 태양은 정말 아낌없이 이곳저곳에 큰 도움이 되는 것 같아요. 사실 우리는 물을 마신다는 것에 어려움을 느껴본 적이 없어 평소엔 물의 소중함을 깨닫기 쉽지 않죠. 그러나 깨끗한 물 한 방울이 간절한 누군가가 있기에 이번 태양광, 태양열 기술의 발전이 있는 것이 아닐까 싶네요. 식수를 만들고 개도국에 있는 인간의 삶을 조금 더 윤택하게 하는 데에 도움이 되는 태양. 앞으로도 태양을 활용한 더 유용한 기술과 발전이 지속 되길 바랍니다.

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