태양광, 태양열을 동시에 이용해서, 수소를 만들고, 물을 만들고, 소금을 만드는 새로운 기술

아이디어링 : First Mover 대한민국, 원격근무시대. 아이디어 회의 방법론 1편
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원격근무시대. 아이디어 회의 방법론 1 드립니다. - 크몽

 

한국이 기술을 선도해야 하는 분야.

현대자동차 주가가 폭등할수도...

태양광(PV), 태양열(집광형 태양열, CSP 등)을 동시에 활용해 수소(H₂), 물(H₂O), 소금(NaCl) 등을 복합적으로 생산하는 기술은 최근 지속 가능한 자원 순환 시스템이나 탈탄소 에너지 통합 시스템으로 연구되고 있습니다.

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🌞 기술 개요: 태양광 + 태양열 기반 통합 수자원 및 에너지 생산 시스템

📌 핵심 목표

• 태양에너지 하나로 여러 자원을 동시에 생산
  (전기, 수소, 담수, 소금 등)
• 탄소 배출 없이 수소 생산 및 해수 이용
• 폐기물 없이 순환 가능한 시스템 구축

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🔧 시스템 구성 및 작동 원리

1. 태양광 (PV: Photovoltaic)

• 역할: 전기 생산
• 용도:
  • 전기분해 장치(Electrolyzer)에 사용 → 수소 생성
  • 해수 담수화 시스템 구동
  • 제어 장치 및 센서 운영

2. 태양열 (Solar Thermal / CSP)

• 역할: 열 에너지 생산
• 용도:
  • 증발, 증류 기반 담수화 시스템에 사용
  • 소금 결정화(Evaporation Basin) 촉진
  • 저온 폐열을 활용해 폐수 재활용

3. 해수 (Sea Water) 활용

• 전기분해 → 수소(H₂) + 산소(O₂)
• 증류 또는 멤브레인 기술 → 담수(H₂O)
• 증발지 → 소금(NaCl) 회수

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💡 실제 기술 사례 기반 구성 예시

구성 요소사용 기술결과물

태양광 패널	Photovoltaic Cells	전기 생산
전기분해 시스템	PEM 또는 AEM Electrolyzer	수소(H₂)
해수 증발 시스템	Solar Pond or Multi-effect Distiller	담수 + 소금
열 저장 시스템	Molten Salt, PCM 등	야간 운용 가능

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🧪 최근 연구 및 기술 개발 사례

🔹 1. King Abdullah University of Science and Technology (KAUST, 사우디아라비아)

• 태양광 + 전기분해 + 담수화 통합 장치 개발
• 해수를 전기분해 → 수소 생산
• 담수화 부산물(농축염수) → 소금 결정화
• 효율 향상을 위해 태양광 패널의 폐열로 증류 촉진

🔹 2. 중국과학원 (CAS)

• 'Zero-Liquid Discharge' 시스템으로, 해수에서 모든 자원 회수
• 폐수, 소금, 미네랄까지 재활용 가능

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🔄 장점

• ✅ 탄소배출 없음 (완전 태양에너지 기반)
• ✅ 해수를 이용해 자원 생산 (물 부족 해소)
• ✅ 에너지와 물, 광물 자원을 동시에 확보
• ✅ 폐기물 최소화 (Zero Waste 가능성)

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⚠️ 과제와 도전 과제

• 고효율 전기분해 장치 개발 (특히 해수 전기분해 시 전극 부식 문제)
• 멀티 기능 시스템의 경제성 확보
• 대규모 상용화 위한 초기 투자비용
• 기후 조건 의존성 (태양광 및 태양열 모두 필요)

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🚀 응용 가능 분야

• 사막 지역의 오프그리드 수소 생산 기지
• 도서 지역의 물, 에너지, 식염 자립 시스템
• 탈탄소 해양 도시 또는 해상 수소 플랜트