게임 체인저 기술, 건조한 사막 공기를 생명을 구하는 물로 바꾼다.

공기를 물로 변환

우리 주변의 공기를 식수로 바꾸는 것은 오랫동안 공상 과학 소설에 가까운 경이로운 일로 여겨져 왔다. 특히 건조하고 습도가 낮은 환경에서 지속 가능한 양의 물을 포집하는 경우 더욱 그렇다.

그러나 남서부 전역의 물 공급에 영향을 미치는 메가 가뭄이 악화되는 가운데, 네바다 대학교 라스베이거스(UNLV)의 연구원들은 건조한 공기에서도 상당한 양의 물을 끌어올릴 수 있는 획기적인 기술을 개발했다. 이들의 연구 결과는 10월 22일 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 게재되었다.

대기 물 수확의 발전

이 혁신적인 프로젝트를 이끄는 UNLV 기계 공학 교수인 H 제리미 조(H. Jeremy Cho)는 팀과 함께 대기 물 수확에 근본적으로 새로운 접근 방식을 도입했다. 즉, 공기 중의 수증기를 사용 가능한 형태로 변환하는 것이다. 수확량이 낮고 습도가 30% 미만으로 떨어지는 기존 기술과 달리 이 새로운 방법은 극도로 건조한 조건에서도 효율적으로 작동하도록 설계되었다.

"이 논문은 매우 빠른 속도로 물을 포집할 수 있다는 것을 확실히 보여준다."라고 조는 말했다. "우리는 일정량의 물을 생산하기 위해 얼마나 큰 시스템이 필요한지 예측할 수 있다. 3피트 x 3피트 크기의 1제곱미터가 있다면 라스베이거스에서 하루에 약 1갤런의 물을 생산할 수 있고, 습한 환경에서는 최대 3배 더 생산할 수 있다."

자연에서 영감을 받은 물 포집

이 기술과 접근 방식은 라스베이거스에서 야외에서 테스트되었으며, 습도가 10%까지 효과적이다. 식수나 에너지 생산으로 후속 처리하기에 적합한 액체 소금 용액에서 물을 직접 포집하여 건조 지역에서 새로운 기능을 구현할 수 있다.

이 공정의 핵심 성분은 하이드로겔 멤브레인 "피부"이다. 이 소재의 영감은 자연에서 비롯되었다. 특히 나무 개구리와 공기 식물은 유사한 기술을 사용하여 주변 공기에서 내부 저장을 위한 액체로 물을 운반한다.

"우리는 그 생물학적 아이디어를 가져와 우리만의 방식으로 시도했다."라고 그는 말했다. "자연에는 멋진 일들이 많이 일어난다. 주변을 둘러보고 배우고 영감을 얻으라."

태양광 발전은 지속 가능성을 향상시킨다.

또한, 이 연구는 대기 물 수확이 태양광으로 구동될 수 있음을 보여준다. 라스베이거스 밸리와 같이 일 년에 평균 300일의 맑은 날을 경험하는 곳에서 자주 경험하는 햇빛 덕분에 햇빛은 물을 생성하는 이론적이고 최종적인 비용을 줄이기에 충분한 에너지를 제공할 수 있다.

"우리의 수자원은 고갈되고 있으며 지구의 기후가 변화하고 있다."라고 조는 말했다. "지속 가능성을 달성하려면 습관을 바꿔야 한다. 이 아이디어 전체가 공상 과학 소설처럼 보였지만, 이는 가능하며 실제로 실행하고 있다."

물 수확 기술의 상업적 응용

이 연구는 이미 WAVR Technologies, Inc.의 형태로 실용화되고 있다. 조는 이 UNLV 스타트업을 공동 창립하여 상업적 및 개인적 용도로 주변 공기에서 수증기를 포집할 수 있는 장치를 만들다.

WAVR은 지역의 지속 가능성과 기후 문제를 해결하는 기술을 시장에 출시하는 것을 목표로 하는 국가 과학 재단(NSF) 지역 혁신 엔진 프로그램에서 분사된 최초의 대학 기업이다.