나노기술 및 정책 정보

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● 대구경북과학기술원 화학물리학과의 김성균 교수 연구팀이 자연 유래 소재인 한천과 러시안 블루 나노입자가 담지된 셀룰로오스 나노섬유로 만들어진 태양광 해수 담수화 소재를 개발

● 물 부족 문제를 해결하는 최적의 방안은 해수 담수화 기술인데, 현재까지 상용화된 담수화 기술은 대형의 설비 구축과 운영에 많은 비용과 에너지가 필요

● 이에 연구팀은 기존의 해수 담수화 기술보다 훨씬 단순하고, 태양광 외의 추가적인 에너지가 필요 없는 자연 유래 소재 기반 해수 담수화 소재를 개발

● 연구팀이 개발한 친환경 태양광 해수 담수화 소재는 자연 유래 소재인 한천과 나노셀룰로오스를 기반으로 하여 소재의 환경 문제에서 자유롭고, 특히, 한천은 물 흡수 성능이 뛰어나 소재 내부로 물을 잘 전달해 주면서도 담수화 과정 중 능동적으로 염을 배출하여 내부에 염이 축적되지 않도록 함.

● 현장 실험결과, 실제 일사 조건에서 단위 면적당 일 평균 5.95kg(~13.3kg)의 담수 제조가 가능함을 확인하였고, 9일 동안의 테스트 후에도 소재 내․외부의 소금 농도에는 변화가 없음을 확인

● 이러한 높은 증발 효율은 프러시안 블루 나노입자가 담지된 셀룰로오스 나노섬유의 우수한 광열 전환 성능에 기반

● 특히, 4번의 재생 과정에도 효율 저하는 나타나지 않았으며, 소재 단가는 단위 미터당 $0.27에 불과하고, 소형 장치로 제작할 수 있어 마을 단위의 소형 담수화 설비 구현 가능성을 제시

● 향후 연구팀은 소재 연구와 소형의 담수화 설비 기술 개발을 지속적으로 진행하여 빠른 시일 내에 상용화 할 계획

※ 용어설명

- 셀룰로오스 나노섬유(cellulose nanofibril): 셀룰로오스 사슬이 다발을 이루며 빽빽하게 결합된 나노미터(nm) 크기의 섬유

※ Desalination 게재(2021.12.03.), “Environmentally safe and renewable solar vapor generation device based on Prussian blue nanoparticles immobilized on cellulose nanofibers”