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GE, 공기를 물로 바꾸는 장치 개발
2021-02-10 11:09:02

 

DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency, 방위 고등 연구 계획국)는 미국 국방성의 연구, 개발 부문을 담당하고 있는 곳입니다. GE Research는 미국방성의 DARPA에서 발주한 AWE(Atmospheric Water Extraction, 대기에서 물을 추출) 프로그램을 통해 4년 동안 1,430 만 달러를 수상하여 Portable AIR2WATER 장치(공기에서 물을 만드는 이동가능한 장치)를 개발할 것이라고 합니다. 이 장치에 사용될 핵심부품인 열교환기를 3D프린터로 출력할 것입니다.

 

<Niskayuna소재의 GE's Additive Manufacturing Lab 에서 3D프린터로 출력한 테스트샘플 열교환기, 이미지:GE>

 

이 장치는 전쟁터에 있는 병사들에게 식수 공급원을 제공하는 동시에 물 운송 비용과 물류를 크게 줄 것으로 기대하고 있습니다. 그리고 좀 더 나아가 전 세계의 물 부족 문제를 해결하는데에도 도움을 줄 수 있을 것입니다.

 

<AWE(Atmospheric Water Extraction), 이미지 : DARPA웹페이지>

 

AWE 프로그램의 목표는 대기에서 수분을 추출하는 작고 가벼운 저전력 분배 시스템의 개발을 통해 다양한 군사, 안정화 및 인도주의적 요구에 신선한 물을 제공하는 것입니다. DARPA는 주변 공기에서 물을 빠르게 추출하고 최소한의 에너지 입력으로 빠르게 방출 할 수있는 고급 흡착제에 중점을두고 다양한 접근 방식에 개방되어 있습니다. 새로운 흡착제를 개발하는 것 외에도 AWE 연구원은 기존 기술에 비해 크기, 무게 및 전력 요구 사항을 크게 줄임으로써 고도의 이동에 대한 적합성을 최적화하기 위해 시스템을 엔지니어링해야합니다. AWE는 가혹한 환경에서 전투원들에게 충분한 식수를 제공하는 원정장치(expeditionary unit)와 최대 150명 (부대 또는 인도주의 임무)이 하루동안 마실 물을 제공하는 안정화장치(stability device), 이렇게 2 트랙으로 되어 있습니다.

 

AWE 프로그램 관리자인 Seth Cohen 박사는 “깨끗한 물에 대한 접근은 전투원에게 매우 중요하며 현재 물 분배 작업은 수많은 재정적, 유지 보수 및 물류 문제를 안고 있습니다.“선택된 AWE 프로그램 수행자들은 프로그램을 지원하기 위해 고급 모델링, 혁신적인 엔지니어링 및 적층 제조 방법(3D프린팅)을 활용하도록 요청 받았으며, 이는 차례로 전투 준비 상태를 유지하고, 수상 수송으로 인한 사상자와 비용을 줄이고, 인도주의적 및 재난 구호를 강화하는 데 도움이 될것입니다.” 라고 말하였습니다.

 

 

GE가 만들고있는 AIR2WATER 장치는 병사들이 기지에서 사용하기 위해 휴대할 수 있을만큼 가볍고 컴팩트한 경량 프로토타입 장치가 될 것입니다. 음용수를 생산하는데 사용되는 핵심 기술은 공기를 흡수하는 흡착제 재료와 물을 방출하기 위해 흡착제 재료 위에 효과적으로 열을 끌어들이는 적층제조(3D프린팅)로 제조된 열 교환기의 독창적인 3D 설계입니다.

 

<3DGURU Opinion>
이미 대기중에서 물을 추출하는 장치가 시중에 판매되고 있습니다. 이 장치는 우리가 사용하는 에어컨의 원리와 비슷한데, 전기를 많이 사용하고, 중동과 사막같이 건조한 곳에서는 사용이 어렵다고 하네요. 척박한 환경의 전쟁터나 아프리카 중동 등과 같은 지역에서 사용하기에는 무리가 있습니다. 그래서 이러한 가혹한 조건에서도 일일 150명이 마실 수 있는 이동가능한 크기에 전기를 조금 사용하는 장비가 필요한 것입니다. 

 

 

세계 야생 동물 기금(World Wildlife Fund)에 따르면,  전세계 11억 명이 넘는 사람들이 물을 이용하기 어렵고, 약 27억 명이 물 부족을 경험한다고 합니다. 비록 군사용으로 개발되더라도, 전세계에서 물이 부족해서 어려움을 겪고 있는 사람들에게도 도움이 되는 장치가 만들어지길 기원해봅니다.
DARPA라는 조직은 인터넷의 원형인 ARPANET을 군사용으로 개발한 것으로 잘 알려져 있습니다. 우리가 사용하는 인터넷도 처음에는 군사목적으로 개발되었다가 전세계적으로 퍼진것 처럼, AIR2WATER 장치도 그렇게 되었으면 좋겠네요. 

 

참고) GE 기사, DARPA 

 

이상입니다. -3D그루-

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