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KAUST의 Qiaoqiang Gan 교수가 이끄는 국제 연구팀은 잠재적으로 전기 없이 작동하고 중력의 도움으로 공기에서 물을 추출할 수 있는 장치를 설계했습니다.
Water is perhaps the most valuable resource our planet has to contend with. But despite covering 70% of our planet, freshwater—the water we use to drink, bathe in, or irrigate our farmlands—is scarce. Only 3% of the world's water is freshwater. And two-thirds of that 3% lies in frozen glaciers or is otherwise unavailable for use.
물은 아마도 우리 지구가 맞서 싸워야 하는 가장 귀중한 자원일 것입니다. 그러나 지구의 70%를 덮고 있음에도 불구하고 우리가 마시고, 목욕하고, 농경지에 관개하는 데 사용하는 담수는 부족합니다. 전 세계 물의 단 3%만이 담수입니다. 그리고 그 3% 중 2/3는 얼어붙은 빙하에 있거나 다른 방법으로는 사용할 수 없습니다.
The result of water scarcity is something that is felt around the world. Globally, nearly 1.1 billion people lack access to water. A total of 2.7 billion people in the world experience water scarcity for at least one month of the year.
물 부족의 결과는 전 세계적으로 느껴지는 현상입니다. 전 세계적으로 약 11억 명의 사람들이 물에 접근하지 못하고 있습니다. 전 세계적으로 총 27억 명의 사람들이 일년 중 적어도 한 달 동안 물 부족을 경험합니다.
Water scarcity also leads to other problems, such as inadequate sanitation, a problem for 2.4 billion people who are left vulnerable to diseases like cholera and typhoid, and other fatal diarrheal diseases.
물 부족은 또한 부적절한 위생, 콜레라, 장티푸스와 같은 질병에 취약한 24억 인구의 문제, 기타 치명적인 설사병과 같은 다른 문제로 이어집니다.
The growing population and the ever-expanding demand for water have always been at loggerheads. The more populated our planet has become, the more stressed its water systems have become.
인구 증가와 계속 늘어나는 물 수요는 항상 대립 관계에 있었습니다. 지구에 인구가 많아질수록 수자원 시스템은 더 많은 스트레스를 받게 됩니다.
Rising pollution levels have taken their toll on the planet's rivers, lakes, and aquifers. And what seems even more distressing is that over half of the world's wetlands have disappeared.
증가하는 오염 수준은 지구의 강, 호수 및 대수층에 큰 타격을 입혔습니다. 그리고 더욱 괴로워 보이는 것은 전 세계 습지의 절반 이상이 사라졌다는 것입니다.
If the scientific community fails to evolve with time and offer solutions to combat the menace of disappearing water, our agriculture systems will soon not have enough water, leading to food insecurity and much more.
과학계가 시간의 흐름에 따라 발전하지 못하고 물이 사라지는 위협에 맞서기 위한 해결책을 제시하지 못한다면, 우리의 농업 시스템에는 곧 물이 부족해 식량 불안 등이 초래될 것입니다.
But thankfully, the scientific community is rising to the challenge around the world. Today, we shall discuss one such breakthrough solution in the coming segment and then delve deeper.
하지만 고맙게도 과학계는 전 세계적으로 이러한 도전에 맞서고 있습니다. 오늘 우리는 다음 부문에서 그러한 획기적인 솔루션 중 하나를 논의한 다음 더 깊이 탐구할 것입니다.
Device Extracts Water from the Air Using Nothing More than Gravity
중력만을 사용하여 공기에서 물을 추출하는 장치
A team of international researchers, led by KAUST Professor Qiaoqiang Gan, has designed a device that can potentially run with no electricity and extract water from the air with the help of nothing but gravity. The device, already free from the need for a costly energy supply, can be made with cheap and readily available materials.
KAUST의 Qiaoqiang Gan 교수가 이끄는 국제 연구팀은 잠재적으로 전기 없이 작동하고 중력의 도움으로 공기에서 물을 추출할 수 있는 장치를 설계했습니다. 이미 값비싼 에너지 공급이 필요 없는 이 장치는 값싸고 쉽게 구할 수 있는 재료로 만들 수 있습니다.
The experiment paper, titled ‘Lubricated Surface in a Vertical Double-Sided Architecture for Radiative Cooling and Atmospheric Water Harvesting', seeks to make atmospheric water harvesting more efficient.
'복사 냉각 및 대기 물 수확을 위한 수직 양면 구조의 윤활 표면'이라는 제목의 실험 논문은 대기 물 수확을 보다 효율적으로 만들려고 합니다.
The water harvesting process improves significantly in radiative cooling. Radiative cooling works by significantly lowering condenser temperatures below ambient levels and making atmospheric water harvesting possible without additional energy.
물 수확 과정은 복사 냉각에서 크게 향상됩니다. 복사 냉각은 응축기 온도를 주변 수준보다 크게 낮추고 추가 에너지 없이 대기 중 물 수집을 가능하게 하여 작동합니다.
One issue that radiative cooling systems face is the challenge of traditional sky-facing condensers having low cooling power density, and water droplets remaining pinned on the surface, requiring active condensate collection.
복사 냉각 시스템이 직면한 한 가지 문제는 냉각 전력 밀도가 낮고 물방울이 표면에 고정되어 활성 응축수 수집이 필요한 전통적인 하늘 방향 응축기의 문제입니다.
The research has proposed a solution to this problem: a lubricated surface (LS) coating—consisting of highly scalable polydimethylsiloxane elastomer lubricated with silicone oil applied on the condenser side in a vertical double-sided architecture.
연구에서는 이 문제에 대한 해결책을 제안했습니다. 수직 양면 구조의 응축기 측면에 실리콘 오일을 도포한 확장성이 뛰어난 폴리디메틸실록산 엘라스토머로 구성된 윤활 표면(LS) 코팅입니다.
The benefits of the design are several. For one, it effectively doubles the local cooling power.
디자인의 장점은 다양합니다. 우선, 로컬 냉각 성능을 효과적으로 두 배로 늘립니다.
Secondly, it eliminates contact-line pinning, enabling passive, gravity-driven collection of water. The result is pumped up AWH capacity from a 0 × 30 cm2 sample in outdoor environments, which was under no artificial flow of humidified air.
둘째, 접촉선 고정을 제거하여 중력에 의해 수동적으로 물을 수집할 수 있습니다. 그 결과, 가습된 공기의 인위적인 흐름이 없는 실외 환경의 0 × 30 cm2 샘플에서 AWH 용량이 펌핑되었습니다.
The passive water collection rate of the lubricated surface (LS) coating reached 21 g m−2 h−1, double that on a superhydrophobic surface, 10 g m−2 h−1. The performance was even better in an indoor setting, where the system could achieve a condensation rate of up to 87% of the theoretical limit with up to 90% of the total condensate passively collected.
윤활 표면(LS) 코팅의 수동 수분 수집 속도는 21gm-2h-1에 도달했는데, 이는 초소수성 표면의 두 배인 10gm-2h-1입니다. 시스템이 수동적으로 수집된 전체 응축수의 최대 90%로 이론 한계의 최대 87%의 응축율을 달성할 수 있는 실내 환경에서는 성능이 더욱 향상되었습니다.
Benefits of Atmospheric Water Harvesting Done Correctly
올바르게 수행된 대기 중 물 수확의 이점
The atmosphere has six times more water than all the earth's rivers' freshwater combined. According to Professor Gan:
대기에는 지구상의 모든 강의 담수를 합친 것보다 6배 더 많은 물이 있습니다. Gan 교수에 따르면:
“This water can be collected by atmospheric water harvesting technologies.”
"이 물은 대기 중 물 수확 기술을 통해 수집될 수 있습니다."
And when the process is done efficiently with the solution mentioned above, it becomes all the more profitable for its adopters. While elaborating on the benefits of the system, Professor Dan Daniel, one of the post-doctorates in Professor Gan's research group, had the following to say,
그리고 위에서 언급한 솔루션을 사용하여 프로세스를 효율적으로 수행하면 채택자에게 더욱 큰 이익이 됩니다. Gan 교수 연구 그룹의 박사후 과정 중 한 명인 Dan Daniel 교수는 시스템의 이점에 대해 자세히 설명하면서 다음과 같이 말했습니다.
“The system doesn't consume any electricity, leading to energy savings. Moreover, it doesn't rely on any mechanical parts like compressors or fans, reducing the maintenance over traditional systems, leading to further savings.”
“이 시스템은 전기를 전혀 소비하지 않으므로 에너지가 절약됩니다. 게다가 압축기나 팬과 같은 기계 부품에 의존하지 않으므로 기존 시스템에 비해 유지 관리가 줄어들어 비용이 더 절감됩니다.”
To Dan Daniel's observations, another post-doctorate of the team, Shakeel Ahmad, added:
Dan Daniel의 관찰에 팀의 또 다른 박사후 연구원인 Shakeel Ahmad는 다음과 같이 덧붙였습니다.
“Our coating effectively eliminated pinning, enabling true passive water collection driven by water.”
"우리의 코팅은 피닝을 효과적으로 제거하여 물로 구동되는 진정한 수동적 물 수집을 가능하게 했습니다."
Altogether, the system enhances the quality of atmospheric water harvesting by a significant margin, making AWH a true blue solution in this world of increasingly scarce water resources.
전체적으로 이 시스템은 대기 중 물 수확의 품질을 크게 향상시켜 AWH를 점점 더 부족해지는 수자원 세계에서 진정한 블루 솔루션으로 만듭니다.
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Advances in Atmospheric Water Harvesting Systems
대기 중 물 수확 시스템의 발전
In October 2023, an article published in the scientific journal named Energy conducted a comprehensive review of techniques, performance, renewable energy solutions, and feasibility relating to the method of AWH
2023년 10월, Energy라는 과학저널에 게재된 기사는 AWH 방법과 관련된 기술, 성능, 재생에너지 솔루션, 타당성에 대한 종합적인 검토를 수행했습니다.
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