노벨상 수상 기술로 가정용 물 확보에 속도가 붙고 있다

스타트업 Ahbstra는 최소한의 에너지로 대기 중 수분을 대량으로 끌어내기 위해 MOF 기술을 적용한다.

어제 게재

런던 첼시 워프에 자리한 기술 스타트업 Ahbstra의 소박한 작업장에는 회전 드럼, 히터, 팬, 전기 박스가 복잡하게 얽힌 장치가 대형 작업대 위에 놓여 있다. 윙윙거리는 이 매트릭스 끝에는 수도꼭지가 하나 달려 있다. 수도꼭지에서는 공기에서 추출한 물이 흘러나온다.

이는 영국 기업 Ahbstra가 사막의 공기를 식수로 바꾸려는 사명의 일환으로 만든 시험 장치이자 개념 증명 제품이다. Ahbstra의 물 생성기 ‘아크(Ark)’는 대기 중에서 하루 최대 508리터의 물을 수확할 수 있다. 이는 영국의 4인 가구가 사용하고도 충분한 양이며, UAE처럼 가장 건조한 지역에서는 한 사람이 쓰기에 충분하다. 아크는 오늘 바르셀로나에서 공식 출시된다.

아크의 외관은 날씨에 강한 알루미늄 슬랫으로 구성된 세련되고 현대적인 구조물이다. Ahbstra의 창업자이자 최고경영자인 하셈 아루지는 아크가 선적 컨테이너 크기임에도 개인 주택 소유자들이 이를 숨겨두고 싶어 하지 않을 만큼 세련됐다고 믿는다.

그와 그의 팀은 이것이 건축가, 부동산 개발업체, 주택 소유자를 위한 주택 건설의 판도를 바꾸기를 기대하고 있다. 아직은 초기 단계다. 첫 구매자들인 이비자의 레스토랑 Jondal, 건축가이자 기술자이며 임팩트 투자자인 Thomas Ermacora, 투자자 겸 기업가 Max Gottschalk는 한 채에 약 15만 파운드를 지불했다. 여러 차례의 자금 조달과 개발을 거치면서 Ark가 고급 제품에서 보다 접근하기 쉽고 저렴한 제품으로 전환하는 것이 목표다. 5년간 판매 목표는 연간 1,000대 이상이며, 기술 기업인 Ark는 생산 규모가 확대되면 가격이 “상당히” 낮아질 것으로 예상한다. “전기차, 가정용 배터리, 태양광에서 보았던 것처럼 말이죠”라고 Arouzi는 말한다.

공기 중 수분을 끌어내는 것은 결코 새로운 개념이 아니다. 에어컨, 제습기, 냉각 코일을 이용하는 현재의 ‘이슬점’ 시스템도 모두 이 원리를 사용한다. 하지만 Ahbstra의 차별점은 더 적은 전력으로 더 많은 양의 물을 수확할 수 있다는 것이다. 애리조나에서 실시한 테스트에 따르면, 이슬점 시스템이 1kW/h를 사용했을 때보다 0.7kW/h를 사용해 384% 더 많은 물을 수확했다.

Ahbstra는 금속-유기 골격체(MOF)를 활용하는 데 자사의 경쟁력이 있다고 말한다. MOF는 내부 표면적이 매우 넓은 최첨단 나노 소재로, 다양한 기능 중에서도 습도가 10%에 불과한 환경에서 공기 중의 물을 추출할 수 있다고 회사 측은 설명한다. ‘분자 레고’라고도 불리는 이 ‘새로운 형태의 분자 구조’에 대한 선구적 연구로 지난해 세 명의 과학자가 노벨상을 공동 수상했다.

Arouzi와 최고기술책임자(CTO) Richard Perkin은 Ark의 8개 드럼 내부에 있는 입자 반응기가 MOF를 통과하도록 공기를 순환시켜 성능을 극대화하고 물 수집 능력을 높이는 과정을 설명한다. 4개 드럼은 물을 추출하고 나머지 4개는 물을 포집한다. (드럼은 Ark의 15년 수명 동안 5년마다 교체해야 하며, 서비스 비용이 부과되고 MOF 과립은 재처리된다.) Ahbstra는 기계를 대형화하기 위해 Capgemini가 소유한 기술 개발업체 Cambridge Consultants와 협력했다.

이는 아직 초기 단계인 분야다. Ahbstra는 Ark가 이 정도 규모로 상용화된 최초의 MOF 기반 물 수집 솔루션이자 시장에서 유일한 플러그 앤 플레이 시스템이라고 보고 있다. 그러나 수십 개 기업이 MOF 기술을 수익화하기 위해 경쟁하고 있다. 노벨상 수상자 중 한 명인 Omar Yaghi가 설립한 Atoco는 계통연계형 및 독립형 시스템 모두에서 MOF를 시험하고 있다. 독립형 시스템은 데이터센터의 폐열이나 지열과 같은 주변 열에너지를 활용한다.

‘물 파산’이라는 용어를 정립하는 데 기여한 유엔대학교 물·환경·보건연구소의 Kaveh Madani 소장은 이러한 “기술이 과학적으로 흥미롭다”고 말한다. 그는 “외딴 지역의 가정, 긴급 대응, 인도주의적 활동, 도서 지역사회, 또는 기존의 [물] 공급이 불안정하거나 환경을 훼손하는 곳 등 특정 환경”에서 이 기술이 채택될 것으로 내다본다.

Ark는 500리터를 생산하는 데 약 10kW의 전력을 필요로 하는데, 이는 대형 가정이 사용하는 전력량과 비슷하다. Ahbstra는 태양광과 전력망 공급을 결합하는 것이 “이상적인 구성”이 될 것이라고 말한다. 하드웨어를 지속적으로 개선해 Ark의 에너지 소비량을 20% 낮추는 것이 목표다. Perkin은 “에너지 사용량이 고객에게 매우 중요한 고려 사항이라는 점을 알고 있으며, 이를 줄이기 위해 노력하고 있다”고 말한다.

아루지는 이비자에 있는 자신의 부동산의 우물이 말라버린 뒤 처음 이 프로젝트를 추진할 영감을 얻었다. 아브스트라(Ahbstra)의 조사에 따르면 ‘화이트 아일’에서는 1만5,000가구가 우물이나 트럭으로 운반되는 물에만 의존하고 있다. 그는 아크(Ark)가 개인 부동산의 미래 대비를 돕고 기후변화에 대한 회복력을 높일 수 있기를 기대한다.

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하지만 물 수집 기술이 만능 해결책은 아니라고 Madani는 경고한다. 물 부족이 심화되고, 보충할 수 있는 양보다 더 많은 물을 사용하는 세계에서 이 기술은 여러 해결책 중 하나에 불과할 것이다. 이란의 카나트 지하 용수 공급 수로를 비롯해 고대 시스템을 광범위하게 연구해온 Madani는 “물의 한계 안에서 살아가는 것을 대신할 수는 없다”고 말한다. 이러한 시스템을 현대화하는 일도 매우 중요하다.

World Monuments Fund는 튀니스의 마젤(도시 안뜰 아래에 있는 저수조)부터 인도와 네팔의 복잡한 수로망에 이르기까지 고대 물 시스템의 복원과 보수를 지원한다. WMF의 영국 프로젝트 담당 이사 John Darlington은 과거의 방식이 “검증을 거쳐 효과가 입증됐지만, 우리는 이를 자주 외면한다”고 말한다. 그는 주택과 기타 개발이 늘었지만 “인프라 확충은 이에 맞춰 이뤄지지 않았다”고 덧붙인다. “과거의 교훈을 잊기 쉽습니다. 하지만 그래서는 안 됩니다.”

Ahbstra는 이 경쟁에 뛰어들면서 벤처캐피털을 비롯한 기관투자가를 대상으로 첫 대규모 자금 조달을 계획하고 있다. Arouzi는 “궁극적으로는 더 대중적인 브랜드가 되기를 바랍니다”라고 말한다. 15만 파운드라는 가격표를 감안하면 갈 길이 멀다. 하지만 이들은 물살을 타고 있다.

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이 기사는 Atoco가 시험 중인 시스템을 명확히 설명하기 위해 수정됐습니다.

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