물방울 스며드는 원리로 전기 만들었다

서울대 김연상 교수, 에너지 하베스팅 기술 개발
산화구리 나노선 기반 다공성 필름으로 전기 생산
이온-고체 표면의 전기적 상호작용 원리 밝혀내

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 모세관 현상처럼 물방울을 이용해 전기를 만들어 LED를 켰다. 연구진은 이 원리를 이용해 에너지 하베스팅 기술로 발전시킬 수 있는 가능성을 보인 것이라고 설명했다. 뿐만아니라 향후 물속의 극미량 물질을 탐지하는 생화학 센서로 응용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한국연구재단은 서울대 김연상 교수 연구팀이 물이 다공성 구조에 스며드는 과정에서 발생하는 전기를 만들어내는 원리를 규명했다고 26일 밝혔다.

연구진은 실제 산화구리 나노선 기반의 다공성 필름을 가로 1.5㎝, 세로 6㎝로 만들었다. 여기에 수돗물 수준의 이온농도를 갖는 소금물 네 방울 정도(20㎕)를 떨어뜨려 0.45V의 전압과 0.23㎂의 전류를 40분 동안 만들어냈다.

또한 소자의 직렬, 병렬연결을 통해 건전지처럼 전압과 전류를 증폭할 수 있는 것도 확인했다. 실제 연구팀이 8개의 소자를 직렬연결하고 각각의 소자에 바닷물 한 방울(5㎕)씩 스며들게 했을 때 녹색 LED를 4분 이상 연속적으로 켰다.

에너지 하베스팅은 태양광, 진동, 열, 풍력 등과 같이 자연에서 버려지는 에너지를 수집해 전기로 바꿔 쓰는 기술이다. 김연상 교수는 "바다, 호수 같은 물 자원이 많은 곳에 다공성 산화구리 나노선 필름 소자를 배치해 전기에너지를 수확할 수 있을 것으로 전망한다"고 말했다.

이번 연구의 성과는 국제학술지 '에너지 앤 인바이런먼탈 사이언스' 10월호에 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자

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