워털루 대학의 연구원들은 주로 태양에 의한 증발 과정을 사용하여 바닷물에서 식수를 생산하는 에너지 효율적인 장치를 설계했습니다.

담수화는 많은 해안 및 지역에서 매우 중요합니다.섬나라에 대한 액세스를 제공하기 위해민물, 급격한 인구 증가와 전 세계 물 소비 증가로 인한 물 부족 문제를 고려한 것입니다.

전 세계적으로 약 22억 명의 사람들이 인터넷에 접근할 수 없습니다.정수2024년 UN 세계 물 개발 보고서에 따르면 담수 생성을 위한 신기술의 긴급한 필요성을 강조했습니다.

현재의 담수화 시스템은 막을 통해 바닷물을 펌핑하여 물에서 염분을 분리하지만, 이 과정은 에너지 집약적이며 염분이 종종 표면에 축적됩니다.장치표면, 방해물의 흐름그리고 효율성을 감소시킵니다.결과적으로 이러한 시스템은 자주 유지 관리가 필요하며 지속적으로 작동할 수 없습니다.

이 문제를 해결하기 위해 워털루 연구원들은 자연 물 순환에서 영감을 얻어 나무가 뿌리에서 잎으로 물을 운반하는 방식을 반영하는 장치를 만들었습니다.새로운 기술은 대대적인 유지 관리 없이 지속적으로 물을 담수화할 수 있습니다.연구는출판됨~에네이처커뮤니케이션즈.

워털루 화학공학과 교수인 Michael Tam 박사는 “우리의 영감은 자연이 어떻게 지속되는지, 물이 환경에서 증발하고 응축되는 방식을 관찰하는 데서 비롯됩니다.”라고 말했습니다.

"우리가 설계한 시스템은 물의 증발을 유도하여 표면으로 운반하고 폐쇄 주기로 응축시켜 장치의 효율성을 감소시키는 염분의 축적을 효과적으로 방지합니다."

이 장치는 또한 태양열로 구동되며 태양의 약 93%를 에너지로 변환할 수 있으며 이는 현재 담수화 시스템보다 5배 더 좋습니다.또한 평방미터당 약 20리터의 담수를 생산할 수 있는데, 이는 세계보건기구(WHO)가 기본적인 음주 및 위생을 위해 매일 개인에게 필요하다고 권장하는 양과 동일한 양입니다.

박사를 포함한 연구팀.학생 Eva Wang과 Weinan Zhao는 전도성 폴리머와 열에 반응하는 꽃가루 입자로 코팅된 니켈 폼을 사용하여 장치를 만들었습니다.

이 물질은 태양 복사 스펙트럼 전반에 걸쳐 햇빛을 흡수하여 태양 에너지를 열로 변환합니다.폴리머 위의 얇은 소금물 층은 가열되어 위쪽으로 이동합니다. 이는 물이 자연적으로 나무의 모세혈관을 통해 이동하는 방식과 유사합니다.

물이 증발하면서 남은 염분은 수영장의 역세 시스템처럼 장치의 바닥층으로 이동하여 잠재적인 물 막힘을 방지하고 지속적인 작동을 보장합니다.

워털루 화학공학과 교수인 Yuning Li 박사는 연구팀이태양 에너지태양광 테스터를 사용하여 장치의 빛 수확 특성을 측정하는 프로젝트입니다.

"이 새로운 장치는 효율적일 뿐만 아니라 휴대성이 뛰어나 담수에 대한 접근이 제한된 외딴 지역에서 사용하기에 이상적입니다"라고 Li는 말했습니다."이 기술은 새로운 물 위기에 대한 지속 가능한 솔루션을 제공합니다."

앞으로 워털루 연구원들은 더 큰 규모로 기술을 테스트하기 위해 바다에 배치할 수 있는 장치의 프로토타입을 구축할 계획입니다.

"테스트가 성공적으로 입증되면 이 기술은 해안 지역 사회에 담수를 지속적으로 공급하고 UN 지속 가능 개발 목표 3, 6, 10 및 12를 진전시킬 수 있습니다."라고 Tam은 말했습니다.