한양대 ERICA-홍익대, '햇빛으로 공기 중 수분 흡착' 신소재 개발

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 건조한 기후에서도 별도의 에너지원 없이 태양광만으로 공기 중 수분을 채집할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한양대 ERICA(에리카)는 에너지바이오학과 유원철 교수 연구팀이 홍익대 화학공학과 최수형 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 고성능 '대기 중 물 수확'(AWH·Atmospheric Water Harvesting) 소재를 개발했다고 24일 밝혔다.

이번 연구는 세계적인 물 부족 문제에 있어 차세대 기술로 주목받는 AWH 분야에서, 기존 소재의 느린 흡·탈착 속도와 대량 생산의 어려움을 동시에 해결한 것이다.

연구진은 반대 전하를 가진 고분자 간의 인력을 활용한 '고분자전해질 복합체(PEC)'에 광열 전환 기능의 그래핀 산화물(GO)과 흡습성 염(LiCl)을 구조적으로 균일하게 통합했다.

이를 통해 상대습도 25%의 건조한 환경에서도 15분 만에 수분을 흡착하고, 별도의 전력 없이 태양광만으로 45분 이내에 수분을 회수하는 1시간 주기의 고효율 사이클을 구현했다.

특히 홍익대 팀은 유기용매를 사용하지 않는 친환경 공정을 통해 해당 소재를 킬로그램(㎏) 단위로 대량 생산하는 데 성공했으며, 에리카 팀은 이를 탑재한 야외 장치를 제작해 하루 1.37 ℓ/㎏ 수준의 물 생산력을 확인했다.

유원철 에리카 교수는 "이번 연구는 수용액 기반 공정으로 대량 생산이 가능하면서도 빠른 성능을 확보한 것"이라며 "전력 인프라가 부족한 건조 지역에서 실질적인 물 생산 기술로 활용될 것으로 기대한다"고 밝혔다.

최수형 홍익대 교수는 "PEC 기반 소재가 다재다능한 AWH 플랫폼이 될 수 있음을 확인했으며, 향후 극한 환경용 소재로 연구를 확장할 계획"이라고 전했다.

이번 연구는 재료과학 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 게재됐으며, 에리카 허인철 석박통합과정생, 홍익대 오승환 박사가 공동 제1저자로 이름을 올렸다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]