University of Rochester Institute of Optics professor Chunlei Guo uses a source of simulated sunlight to test the absorption of a solar thermoelectric generator created in his lab in Wilmot Building May 30, 2025. Guo has developed a technique that uses femtosecond lasers to etch nanostructures onto metal surfaces that enhance solar absorption but minimize infrared emissions to create highly efficient solar thermoelectric generators. // photo by J. Adam Fenster / University of Rochester
전 세계 22 억 명이 안전한 식수를 마시지 못하는 현실에서 바닷물을 담수화하는 기술은 더 이상 선택이 아닌 필수 과제가 되었습니다. 하지만 기존 역삼투압이나 열증류 방식은 막대한 에너지를 소모할 뿐만 아니라, 고농도 염수를 바다로 다시 배출하며 해양 생태계를 위협하는 부작용을 안고 있었습니다.
최근 로체스터대학교 연구진이 발표한 새로운 방식의 담수화 기술은 바로 이 고질적인 문제들을 한 번에 해결할 수 있는 대안으로 급부상하며 글로벌 기술계의 이목을 집중시키고 있습니다.
이 기술의 가장 큰 혁신은 태양열을 이용해 물을 증발시키는 과정에서 화학 첨가제를 전혀 사용하지 않는다는 점입니다. 연구진이 개발한 특수한 검은색 금속 판은 펨토초 레이저로 에칭되어 태양광을 극도로 잘 흡수하고, 표면의 모세관 현상을 통해 염분을 자동으로 분리해냅니다.
기존 방식처럼 농축된 염수를 폐기물로 버리는 대신, 이 시스템은 분리된 소금을 고체 결정 형태로 회수하여 폐기물 부피를 획기적으로 줄입니다.
단순히 물을 정화하는 것을 넘어, 이 과정에서 추출된 소금에서 리튬 같은 유용한 광물 성분을 분리해낼 수 있다는 점도 큰 주목을 받습니다. 전기차 배터리 핵심 소재인 리튬에 대한 수요가 폭증하는 시기에, 담수화 과정에서 부산물을 가치 있는 자원으로 전환할 수 있다면 경제성까지 확보할 수 있는 셈입니다.
이는 물 부족 문제와 자원 확보라는 두 가지 글로벌 과제를 동시에 해결할 수 있는 시너지 효과를 기대하게 합니다.
물론 아직은 실험실 규모의 유리 용기에서 검증된 단계이며, 상용화를 위해서는 장기간 작동해도 막히지 않는 내구성과 대량 생산 가능한 레이저 표면 처리 기술의 확립이 필요합니다. 기술 커뮤니티에서는 기존 역삼투압 방식이 이론적 에너지 효율에 근접해 있다는 점을 지적하며, 새로운 열적 방식이 실제 에너지 효율 면에서 얼마나 경쟁력을 가질지 지켜봐야 한다는 신중한 시각도 존재합니다.
하지만 폐기물 없는 순환 구조를 완성한다면 산업 구조 자체를 바꿀 잠재력을 가지고 있습니다.
앞으로 이 기술이 상용화 단계로 넘어가는 과정에서 실제 시스템의 수명과 유지보수 비용이 어떻게 결정될지가 관건이 될 것입니다. 만약 장기간 막힘 없이 안정적으로 작동하며 리튬 추출까지 효율적으로 이루어진다면, 중동 지역부터 미국 캘리포니아에 이르기까지 기존 담수화 플랜트의 패러다임을 완전히 뒤집을 수 있을 것입니다.
바닷물이 단순히 식수원이 아닌 자원 순환의 시작점이 되는 새로운 시대가 열릴지 주목해볼 때입니다.
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