제올라이트 비드는 작물 자체를 가열하는 대신 작물 주변의 공기를 건조시킨다

캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스의 식물 과학자 켄트 브래드퍼드는 공기에서 수분을 빨아들이는 단순한 세라믹 비드가 농업을 훨씬 더 에너지 효율적으로 만들고 비용을 크게 낮출 수 있다고 믿는다. 이 비드는 제올라이트로, 특정 분자를 쉽게 결합하는 다공성 광물이며, 물 분자를 붙잡기에 딱 알맞은 크기와 모양으로 기공이 엔지니어링되었다. 이 비드는 태국의 Rhino Research가 개발했다.

소비자에게 도달하기 전에 최대 3분의 1의 작물이 손실되는 습한 열대 국가에서는, 수확한 쌀이나 옥수수 종자와 함께 망사 자루나 망으로 둘러싼 칸에 이 비드를 넣는다. 비드는 공기에서 물을 붙잡아 부패와 곰팡이 독소를 일으키는 수분을 크게 줄인다. 브래드퍼드와 그의 협력자들은 태국, 인도, 네팔, 케냐 및 다른 열대 국가의 농민들과 함께 수년간 이 기술을 시험하고 개선했다.

다음 목표는 더 부유한 국가에서 아몬드, 호두, 쌀, 곡물을 위한 산업 규모의 건조였다. 기존 방식은 건조탑이나 사일로에서 작물에 뜨거운 공기를 불어넣는데, 이는 배치의 일부를 태워 맛을 망친다. 실험 결과, 먼저 비드를 통과시켜 건조한 상온 공기도 똑같이 잘 작동했다. 비드 자체는 재사용을 위해 소형 오븐에서 다시 건조되는데, 이는 움직이는 공기를 가열하는 것보다 훨씬 효율적인 열 사용이다.

작물을 가열하지 말고 공기를 건조하라: 정확히 물 분자만 붙잡도록 크기를 맞춘 기공이 상온 공기에서 수분을 빼내므로, 작물은 연료를 많이 쓰는 뜨거운 공기 없이도 건조된다.

물 분자에 맞춰 기공 크기를 선택함으로써 값싼 광물이 자체 전력 소모 없이 표적화된 제습기가 된다.

곡물이 아니라 공기를 건조하면 브래드퍼드의 추정에 따르면 에너지가 절반으로 줄고, 뜨거운 공기 탑이 일으키는 태우는 문제도 피할 수 있다.

망사 자루 방식은 소규모 농민이 쓸 수 없는 장비를 필요로 하지 않으며, 그래서 태국, 인도, 네팔, 케냐 전역에서 현장 시험이 진행되었다.

큰 질량 대신 작은 질량을 조절하라: 제품 주변의 공기를 고치는 것이 제품 자체를 처리하는 것을 대체할 수 있으며, 같은 물리학이 마을의 자루에서 산업용 사일로까지 확장된다.

2017년 2월 기준으로 연구진은 더 부유한 국가에서 이 기술을 산업 규모 건조에 도입하기 위해 작업 중이었다. 에너지 절반이라는 수치는 브래드퍼드의 추정이며, 자료에는 도입 총계가 기록되어 있지 않다.