[파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 이수연·김태호 박사팀이 개발한 500원 크기의 마찰 발전기로 5W의 전력을 만들어내 LED 전구 100개를 켜냈다. 이 마찰 발전기는 1만번 이상 사용해도, 구멍이 나거나 찢어져도 성능이 그대로 유지됐다. 이 마찰 발전기는 웨어러블 기기나 사물인터넷(IoT), 자가전원 센서 등에 활용할 수 있다. 9월 30일 화학연구원에 따르면, 연구진은 마찰 소재와 전극 사이에 '이온 겔 전기 이중층(iEDL)' 소재를 추가해 전류 누설 문제를 해결하고 전력 발생량을 높인 마찰 발전기를 개발했다. 이온겔 전기 이중층은 전해질과 전극 표면 사이에 형성되는 두 개의 전하 층으로, 여기서는 이온성 액체를 얇게 굳힌 막을 이용해, 마찰 후 생성된 전하 상태가 유지되도록 안정적으로 고정시키는 역할을 맡았다. 마찰 발전기의 성능을 테스트한 결과, iEDL 소재를 적용하지 않았을 때에 비해 일정 시간 동안 생산되는 전력의 양, 즉 전력 밀도가 2W/㎡에서 26W/㎡로 13배 증가했다. 마찰 발전기에 들어간 소재는 찢어지거나 구멍이 생겨도 많은 전기를 생산해내는 높은 내구성도 가졌다. 1만회 반복 실험 결과, 최대 출력 전압이 0.1V 이내로 하락해, 매우 안정적인 성능을 보였다. 또한 4.7μF(마이크로패럿)의 소용량부터 470μF의 대용량 기기까지 충전시킬 수 있었다. 이와함께 500원 크기의 마찰 발전기 1개는 50㎽ 소형 LED 전구 100개를 밝힐 만큼 충분한 전원을 공급했다. 이수연 박사는 "앞으로 후속 연구를 통해 발생된 전기를 동시에 효율적으로 저장할 수 있는 소자 개발과 고효율 독립 전원 시스템 구축이 성공한다면 2030년경 실용화가 가능할 것"이라고 예상했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 마찰발전기를 재료·화학 과학기술 분야 국제학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 발표하고 9월호 표지논문으로 선정됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 박찬호 교수와 전남대 고분자융합소재공학부 박종진 교수팀아 정전기를 전기에너지로 바꾸는 마찰전기 발전기를 개발했다. 이 발전기는 최대 600V의 출력 전압을 얻어 냈으며, 이를 이용해 LED 전구를 켰다. 연구진은 이 발전기가 웨어러블 기기나 사물인터넷(IoT) 등에 활용될 수 있을 것이라고 전망했다. 박찬호 교수는 30일 "다공성 탄소 소재를 활용해 주변에서 버려지는 마찰전기나 정전기를 실제 활용할 수 있는 전기로 수확할 수 있는 디바이스를 만들었다"며 "향후 소재 개발을 통해 실제 웨어러블 디바이스에 적용할 계획"이라고 말했다. 마찰전기 에너지는 서로 다른 물질이 마찰할때 양전하와 음전하로 분리되면서 만들어진다. 주로 겨울철 문 손잡이를 만질 때 따끔거리거나, 머리카락이 뜨는 현상이 일어날때 생긴다. 연구진은 다공성 탄소 세 종류를 쌓아 마찰전기 발전기를 만들었다. 기존에 다공성 탄소를 사용하지 않은 마찰전기 발전기의 경우 15.2V의 출력 전압을 나타냈지만, 연구진이 만든 발전기는 기존보다 약 40배 향상된 600V의 출력 전압을 얻었다. 연구진은 다공성 탄소의 단위 면적당 표면적인 '비표면적'이 클수록 전하를 잘 붙잡고 작을수록 전하 이동이 빨라지는 현상에 주목했다. 서로 다른 비표면적을 가진 다공성 탄소 세종류를 층층이 쌓아 전하의 이동을 제어함으로써 마찰전기 저장 효율을 향상시켰다. 박종진 교수는 "마찰전기를 담아낼 수 있는 다공성 소재 개발은 최근 다양한 마찰전기 기반의 에너지 수확 시스템에서 높은 효율의 에너지 발생 효율을 기대할 수 있고, 웨어러블 디바이스에 필요한 자가 발전 소재로 응용 가능한 핵심 소재로 기대된다"고 말했다. 기존 마찰전기 에너지 하베스팅 연구에서는 단순한 표면 화학구조의 변화나 물리적인 표면적 향상에 초점을 맞춘 반면, 이번 연구는 다공성 탄소를 이용했다. 연구진은 "마찰전기 발전기 재료 내부에서의 전하 이동과 저장 현상을 설명함으로써 후속 연구에서 다양한 소재 개발, 재료 구성의 가능성을 열어두었다"고 설명했다. 한편, 이번 연구는 박찬호 교수와 박종진 교수가 주도하고 전남대학교 차석준 석사과정생과 GIST 김종경 석박사통합과정생이 참여했으며, 연구 결과는 재료 분야의 국제 저명 학술지인 '스몰 메소드(Small Methods)'에 전면 내부 표지 논문으로 지난 18일 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

【 대전=김원준 기자】 각종 센서나 웨어러블 기기의 자가발전장치로 떠오르고 있는 나노발전기의 기술흐름이 압력을 활용하는 '압전형'기술에서 정전기를 활용하는 '마찰형'기술로 옮겨가고 있다. 나노발전기는 배터리 교체나 외부충전이 필요없는 반영구적 전원장치로, 무선 네트워크 등에 장착되는 각종 센서나 웨어러블 기기를 위한 미래 대체전원으로 기대를 모으고 있다. 9일 특허청에 따르면 나노발전기 관련 특허는 최근 4년여간(2012년~2016년 9월) 총 382건 출원됐으며 이 가운데 '마찰형'은 111건 '압전형'은 243건으로 조사됐다. 출원비중은 압전형이 64%로 높지만 분야별 출원추이는 마찰형의 특허출원이 2012년 0건에서 2015년 42건으로 급증세를 보이고 있다. 반면 압전형은 2012년 78건에서 2015년 39건으로 급감한 것으로 나타났다. 마찰형이 압전형 보다 제작이 상대적으로 쉬울 뿐만 아니라 발전소자의 구조를 제어해 더 큰 출력을 얻을 수 있기 때문으로 풀이된다. 압전형은 압전소자에 미세한 압력을 가해 전기를 발생시키는 압전효과를, 마찰형은 다른 두 물질이 마찰할 때 발생하는 정전기 효과를 이용하는 것이다. 특허출원이 급증하고 있는 마찰형 나노발전기의 최근 4년여간(2012년~2016년 9월) 세부 출원 동향을 보면, 학계 출원이 73%로 산업계 출원(9%)을 압도하고 있는 것으로 조사됐다. 이는 현재의 마찰형 나노발전기 기술수준이 바로 상용화가 가능한 단계까지는 도달하지 않았음을 의미하는 것이다. 또 마찰형 나노발전기의 내국인 출원 비중은 96%에 달하며 국내 출원을 기반으로 한 국제 출원 비율은 9%에 불과한 것으로 나타났다. 아울러 마찰면적 증대를 위한 발전소자의 물리적 구조나 배치와 관련된 출원은 90%에 달하는데 비해 발전소자의 소재 자체에 대한 출원은 10%에 그치는 등 원천 연구는 부족한 것으로 분석됐다. 성백문 특허청 전력기술심사과장은 "사물인터넷(IoT)의 발달로 오는 2020년까지 수조(trillions) 개의 센서들이 지구 곳곳에 설치될 것으로 예상되는 만큼 자가발전장치에 대한 수요가 폭증할 것으로 보인다"면서 "이제 우리 산업계도 마찰형 나노발전기의 시장 잠재력에 주목해 적극적인 특허확보 전략을 수립해 나갈 필요가 있다"고 말했다. kwj5797@fnnews.com

【대전=김원준 기자】각종 센서나 웨어러블 기기의 자가발전장치로 떠오르고 있는 나노발전기의 기술흐름이 압력을 활용하는 '압전형'기술에서 정전기를 활용하는 '마찰형'기술로 옮겨가고 있다. 나노발전기는 배터리 교체나 외부충전이 필요없는 반영구적 전원장치로, 무선 네트워크 등에 장착되는 각종 센서나 웨어러블 기기를 위한 미래 대체전원으로 기대를 모으고 있다. 9일 특허청에 따르면 나노발전기 관련 특허는 최근 4년여간(2012년~2016년 9월) 총 382건 출원됐으며 이 가운데 '마찰형'은 111건 '압전형'은 243건으로 조사됐다. 출원비중은 압전형이 64%로 높지만 분야별 출원추이는 마찰형의 특허출원이 2012년 0건에서 2015년 42건으로 급증세를 보이고 있다. 반면 압전형은 2012년 78건에서 2015년 39건으로 급감한 것으로 나타났다. 마찰형이 압전형 보다 제작이 상대적으로 쉬울 뿐만 아니라 발전소자의 구조를 제어해 더 큰 출력을 얻을 수 있기 때문으로 풀이된다. 압전형은 압전소자에 미세한 압력을 가해 전기를 발생시키는 압전효과를, 마찰형은 다른 두 물질이 마찰할 때 발생하는 정전기 효과를 이용하는 것이다. 특허출원이 급증하고 있는 마찰형 나노발전기의 최근 4년여간(2012년~2016년 9월) 세부 출원 동향을 보면, 학계 출원이 73%로 산업계 출원(9%)을 압도하고 있는 것으로 조사됐다. 이는 현재의 마찰형 나노발전기 기술수준이 바로 상용화가 가능한 단계까지는 도달하지 않았음을 의미하는 것이다. 또 마찰형 나노발전기의 내국인 출원 비중은 96%에 달하며 국내 출원을 기반으로 한 국제 출원 비율은 9%에 불과한 것으로 나타났다. 아울러 마찰면적 증대를 위한 발전소자의 물리적 구조나 배치와 관련된 출원은 90%에 달하는데 비해 발전소자의 소재 자체에 대한 출원은 10%에 그치는 등 원천 연구는 부족한 것으로 분석됐다. 성백문 특허청 전력기술심사과장은 "사물인터넷(IoT)의 발달로 오는 2020년까지 수조(trillions) 개의 센서들이 지구 곳곳에 설치될 것으로 예상되는 만큼 자가발전장치에 대한 수요가 폭증할 것으로 보인다"면서 "이제 우리 산업계도 마찰형 나노발전기의 시장 잠재력에 주목해 적극적인 특허확보 전략을 수립해 나갈 필요가 있다"고 말했다. kwj5797@fnnews.com 김원준 기자

[파이낸셜뉴스] 유럽연합(EU)의 내연기관차 판매 금지 시한을 재고해달라는 유럽 자동차 업계의 요청에 이탈리아와 독일 정부도 가세하기 시작했다. EU는 자동차에서 배출되는 이산화탄소(CO2)를 완전히 없애겠다며 2035년까지 휘발유와 디젤 엔진차의 판매를 금지하겠다는 방침이나 자동차 업체들의 반발 속에 일부 정부도 재고 요청에 가담하고 있다고 25일(현지시간) 유로뉴스가 보도했다. 이탈리아 산업장관 아돌포 우르소는 벨기에 브뤼셀에서 이탈리아는 독일과 함께 일부 회원국들이 EU의 자동차 매연 제로 탄소 배출 및 내연기관차 판매 금지를 완화시켜달라는 요구를 지지한다고 밝혔다. 우르소 장관은 EU의 제로 탄소 배출은 실현될 수 없을 것이라며 2026년말이 아닌 내년말로 재검토 날짜를 앞당길 것을 독일과 공동으로 EU집행위원회에 요구할 계획이라고 말했다. 우르소는 유럽 자동차 산업이 붕괴된 상태며 EU가 나서지 않으면 자동차 생산직 종사자 수만명이 감원될 수 있다고 경고했다. 지난주 유럽자동차제조협회(ACEA)도 전기차 판매 감소에 매연 배출 감소 시한을 연기했다. ACEA는 지난달 신차 등록이 지난해 같은 기간에 비해 18% 이상 줄어든 64만4000대 였으며 전기차의 시장 점유율은 약 7%로 3분의 1 더 줄었다고 밝혔다. ACEA는 전기와 수소 충전 인프라, 그리고 경쟁력을 갖춘 제조 환경이 부족하며 저렴한 친환경 에너지와 세금 감면이 필요하다고 지적했다. 또 수소와 배터리, 원자재 공급도 확보가 되지 않고 있다고 밝혔다. EU는 내년에 판매되는 신차의 매연 배출량이 1km 주행당 93.6g으로 제한하도록 하고 있으나 전기차 판매 감소 속에 대형 스포츠유틸리티차량(SUV)이 시장을 장악하고 있어 달성하기 힘들다고 완성차 업체들은 반발하고 있다. EU가 내년부터 큰 액수의 벌금을 부과할 것으로 알려져있는 가운데 집행위는 자동차 업체들에게 책임을 전가하고 있다. 독일 정부가 협상 막판에 저탄소 배출 합성 연료로 달리는 차량의 등록을 허용하도록 2026년에 다시 검토한다는 조항을 포함시켜 내연기관차 잔류에 대한 희망을 기대하고 있다. 반면 EU집행위 관계자는 내년말까지 아직 15개월이 남아있으며 2019년 시한을 정했을 당시 자동차 업계가 맞출 수 있을 것으로 예상했다는 입장이다. EU가 지난해에 추가로 매연 감축 시한을 채택한 것은 2035년부터 CO2를 배출하지 않는 승용차나 승합차만 판매할 수 있도록 하는 것이어서 사실상 모든 휘발유나 디젤차의 판매 금지를 의미한다. 발전기와 배터리 제조업체 등 유럽의 친환경 에너지 전환에 기대하고 있는 업계에서는 EU가 내연기관차 판매 금지를 고수할 것을 압박하고 있어 자동차 업계와의 마찰이 예상되고 있다. 내연기관차 퇴출에는 차량공유업체들도 합세하고 있다. 대표적인 차량공유업체 우버는 EU가 친환경 차량 수요 증대와 매연 배출감축을 위해 2035년이 아닌 2030년까지 공유차량용 내연기관차 판매를 금지하도록 요청했다고 유로뉴스가 전했다. 우버에 따르면 공유업체와 렌터카, 택시에 사용되는 차량이 신차 매연 배출의 71%를 차지하고 있다며 늦어도 2035년까지는 판매를 할 수 없도록 EU에 요구했다. 우버 부사장 아나벨 디아즈는 전기차 보급 확대를 위해서는 법인차량들이 대상이 돼야하며 친환경 전환 비용을 위한 EU집행위의 지원이 필요하다고 밝혔다. jjyoon@fnnews.com 윤재준 기자

[파이낸셜뉴스] 네오디뮴 영구자석 사업에 새롭게 진출한 디엔에이링크가 고성능 영구자석 생산을 위해 세계적인 분말 처리 및 분쇄 기술의 리더인 일본 호소카와 미크론(Hosokawa Micron)과 제트밀(초미세 분쇄기) 도입 계약을 체결했다고 9일 밝혔다. 이번 계약을 통해 디엔에이링크는 호소카와 미크론의 최첨단 제트밀을 도입한다. 이를 통해 고품질의 네오디뮴 영구자석을 생산할 예정이다. 호소카와 미크론의 제트밀은 고속 기류를 이용한 충돌과 마찰로 매우 정밀하고 미세한 입자 크기의 분쇄가 가능하다. 고사양 영구자석 품질에 매우 중요한 요소인 균일한 미세 분말을 얻을 수 있는 뛰어난 성능을 자랑한다. 디엔에이링크 관계자는 "이번 계약을 통해 네오디뮴 영구자석 시장에 본격적으로 진출하며, 고성능 자석을 제조하는 데 필요한 최첨단 기술을 확보하게 됐다"고 말했다. 네오디뮴 영구자석은 전기차, 풍력 발전기, 전자기기 등 다양한 첨단 산업에 필수적인 소재다. 디엔에이링크는 이번 설비 도입을 통해 전 세계 자석 시장에서의 경쟁력을 크게 강화할 것으로 기대된다. 회사 관계자는 “전 세계적인 탄소중립 계획에 따라 친환경 에너지 사용이 증대되고 있는 시점에서 전기차를 비롯한 여러 첨단 산업에 핵심 부품으로 사용되는 고품질의 영구자석을 제조하기 위해서는 호소카와 미크론의 기기가 필수적이라고 판단했다”라며 “이번 계약을 통해 세계 최고 품질의 고성능 영구자석 제조의 발판을 마련했다”라고 덧붙였다. 디엔에이링크는 지난 2일 충남 예산군에 위치한 100억원 규모의 공장 인수계약을 체결했다. 이어 제트밀 도입 계약을 체결하며 희토류 영구자석 생산 준비에 박차를 가하고 있다. 디엔에이링크는 연산 1000t 규모의 희토류 기반 영구자석을 생산할 예정이다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

대우조선해양은 최근 유럽에서 열린 친환경 선박 기술 관련 컨퍼런스에서 최신 친환경 선박 기술 중 하나인 축발전기(SG)와 공기윤활시스템(ALS) 조합에 대한 성능 검증 결과를 발표했다고 27일 밝혔다. 행사에 참석한 그리스 마란가스를 비롯한 다수의 글로벌 관계자들은 대우조선해양이 선보인 두 기술의 성능을 직접 검증하고 우수성에 놀라움을 보이며 높은 기대와 관심을 보였다. 이날 발표회에선 대우조선해양이 건조해 지난 4월 그리스 마란가스에 인도한 17만4000입방미터(㎥)급 대형 액화천연가스(LNG) 운반선의 실제 운항 데이터에 기초한 분석 내용이 공개됐다. 이 선박에는 회사가 자체 개발해서 탑재한 축발전기와 공기윤활시스템이 적용됐는데, 유사한 규모의 기존 선박 대비 약 5%의 연료 절감 효과를 거둔 것으로 나타났다. 이는 주요 항로인 유럽-아시아 운항을 기준으로 할 때 척당 연간 25억원 정도의 비용을 줄일 수 있다는 계산이 나온다. 축발전기는 운전 중인 선박 엔진 축의 회전력을 이용해 전력을 생산하는 친환경 장비다. 이 기술을 선박에 적용하면 발전기 가동시간을 대폭 줄여 연료비를 절감하고 동시에 메탄 슬립, 이산화탄소·황산화물 배출량도 줄일 수 있다. 대우조선해양은 지난 2019년 축발전기 국산화에 성공한 이후 현재까지 LNG운반선을 중심으로 총 44척의 선박에 이 시스템을 적용하고 있다.  공기윤활시스템은 에너지 절감 기술 중 하나로 선박 바닥 면에 공기를 주입해 선체와 바닷물 사이에 공기층을 연속으로 만들어 운항 중에 발생하는 마찰 저항을 줄여 연비를 향상하는 기술이다. 마란가스 관계자는 “대우조선해양이 건조한 LNG운반선의 실제 성능에 매우 만족하고 있다”며 “특히 최근 축발전기와 공기윤활시스템 기술이 탑재된 선박의 성능이 기존 선박들에 비해 탁월한 것으로 나타나 향후 발주에도 이를 적용할 것”이라고 말했다. 대우조선해양 관계자는 “회사는 ‘탄소 중립’이라는 시대적 요구에 발맞춰 각종 친환경 선박 기술 개발에 매진하고 있다”며 “세계 최고 수준의 기술력을 시장에 입증하면서 선주에게 한 차원 높은 친환경 솔루션을 제공해 수주시장에서 우위를 선점해 나가겠다”고 밝혔다. solidkjy@fnnews.com 구자윤 기자

겨울이 가까워지면서 불쾌한 정전기도 함께 찾아온다. 금속으로 된 문고리나 손잡이를 잡을때, 반가운 사람들과 악수 할때의 찌릿찌릿한 정전기는 누구나 경험을 하곤 한다. 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 이주혁 교수는 24일 "사람의 몸은 전자가 잘 쌓이는 특성을 가지고 있으며, 금속 물질과 닿을때 순간적으로 쌓여있던 전자가 빠져나가면서 정전기가 발생한다"고 설명했다. 정전기는 한번에 최대 5000V의 전기가 흐른다. 찌릿한 경험을 넘어 대형 사고가 발생하기도 하고, 이 정전기를 모아 전기에너지로 사용하기도 한다. ■5000V의 정전기 그렇다면 정전기는 왜 생길까. 모든 물질은 원자로 이뤄져 있으며, 이 원자는 핵과 전자를 가지고 있다. 핵에서 멀리 떨어져 있는 전자들은 단순한 마찰만으로도 다른 곳으로 옮겨갈 수 있다. 이를 대전현상 또는 마찰전기 현상이라 한다. 전기가 통하지 않는 부도체 등은 전자를 쉽게 잃는 성질을 가지고 있어 우리 몸과 마찰되면서 몸으로 전자가 쌓이게 된다. 이처럼 다른 곳으로 이동하지 않고 전자가 쌓이는 것, 정지해 있는 전기를 정전기라 한다. 전자가 일정량 쌓이고 공기를 타고 방전될 수 있는 거리까지 도달하면 공간을 타고 전자들이 쏟아져 흐르면서 우리는 따끔한 느낌을 느끼게 된다. 우리는 흔히 정전기라고 하는데 이는 전기방전이라고 한다. 이때 2000~5000V의 엄청난 전압이 발생함에도 불구하고 우리는 따금할뿐 죽지는 않는다. 이유는 전압이 높아도 실제 전자가 이동하는 시간은 수천분의 1초에서 수만분의 1초로 짧고, 전자의 수, 즉 전류가 아주 작기 때문이다. ■정전기 방지 활용 기술 이 따끔한 정전기는 반도체나 전자제품 공장에서 불량품을 만들어내는 주범이기도 하다. 정전기를 방지하기 위해 대규모 설비를 갖추기도 하고, 유선 접지 팔찌를 착용하거나 정전기 방지 매트를 설치하기도 한다. 국내 연구진들은 이 정전기를 방지하거나 활용하는 기술을 개발하고 있다. 마찰에서 얻어지는 전기를 모아 웨어러블 전자기기나 사물인터넷(IoT) 센서에 사용하기도 하고, 정전기를 방지하는 기술로 활용하기도 한다. DGIST 이주혁 교수는 삼성전자 생산기술연구소 승완철 박사와 함께 마찰전기로 전기를 만드는 부품을 활용해 정전기를 방지하는 신발을 개발했다. 이 부품을 신발 밑창에 넣어 정전기가 발생하지 않도록 만들었다. 이 신발을 신고 몇걸음만 걸어도 정전기가 사라진다. 이주혁 교수는 "이는 기존 정전기 방지 설비 대비 매우 저렴하고, 작업에 불편함을 주지 않고 효율적으로 정전기를 방지할 수 있어 상용화가 가능하다"고 말했다. 또한 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 박찬호 교수와 전남대 고분자융합소재공학부 박종진 교수가 마찰전기를 전기에너지로 저장해 사용하는 기술을 개발했다. 박찬호 교수는 "일상에서 무시되는 마찰전기를 전기로 수확해 웨어러블 기기에 사용할 수 있다"고 말했다. 다공성 탄소 물질을 3개 층으로 쌓아올려 전기를 잘 저장하도록 만든 것이다. 실제 연구진이 만든 발전기는 기존보다 약 40배 향상된 600V의 출력 전압을 나타냈다. 반면, 기존에 다공성 탄소를 사용하지 않은 마찰전기 발전기의 경우 15.2V의 출력 전압을 나타냈다. ■정전기의 작은 불꽃이 대형 사고로 정전기가 일어나서 사람이 죽을정도는 아니지만 이로인해 대형사고를 일으키기도 한다. 정전기가 일어나면서 작은 불꽃이 생기는데 이 불꽃으로 가스라이터를 켤 수도 있다. 실제로 지난 2019년 5월 강원도 강릉의 한 공장에서 폭발사고가 발생하기도 했다. 공장의 수소탱크 및 버퍼탱크 내부로 혼합농도 이상으로 산소가 유입된 상태에서 정전기 불꽃 등이 점화원으로 작용해 폭발했다. 이 사고로 2명이 숨지고 6명이 다쳤다. 또 지난 2019년 1월 멕시코 중부의 한 지역에서 송유관이 폭발해 140여명이 숨지거나 부상을 당했다. 당시 기름 도둑들이 석유를 훔쳐가기 위해 구멍을 뚫었던 송유관에서 폭발이 발생했다. 사고 원인으로는 몰려든 주민들이 입고있던 합성섬유로 만든 옷에서 정전기가 튀어 폭발이 일어난 것으로 추정하고 있다. 이 사고로 기름을 담으려 모여든 700여명의 주민들 중 140여명이 숨지거나 부상을 입었다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 겨울이 가까워지면서 불쾌한 정전기도 함께 찾아온다. 금속으로 된 문고리나 손잡이를 잡을때, 반가운 사람들과 악수 할때의 찌릿찌릿한 정전기는 누구나 경험을 하곤 한다. 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 이주혁 교수는 24일 "사람의 몸은 전자가 잘 쌓이는 특성을 가지고 있으며, 금속 물질과 닿을때 순간적으로 쌓여있던 전자가 빠져나가면서 정전기가 발생한다"고 설명했다. 정전기는 한번에 최대 5000V의 전기가 흐른다. 찌릿한 경험을 넘어 대형 사고가 발생하기도 하고, 이 정전기를 모아 전기에너지로 사용하기도 한다. ■5000V의 정전기 그렇다면 정전기는 왜 생길까. 모든 물질은 원자로 이뤄져 있으며, 이 원자는 핵과 전자를 가지고 있다. 핵에서 멀리 떨어져 있는 전자들은 단순한 마찰만으로도 다른 곳으로 옮겨갈 수 있다. 이를 대전현상 또는 마찰전기 현상이라 한다. 전기가 통하지 않는 부도체 등은 전자를 쉽게 잃는 성질을 가지고 있어 우리 몸과 마찰되면서 몸으로 전자가 쌓이게 된다. 이처럼 다른 곳으로 이동하지 않고 전자가 쌓이는 것, 정지해 있는 전기를 정전기라 한다. 전자가 일정량 쌓이고 공기를 타고 방전될 수 있는 거리까지 도달하면 공간을 타고 전자들이 쏟아져 흐르면서 우리는 따끔한 느낌을 느끼게 된다. 우리는 흔히 정전기라고 하는데 이는 전기방전이라고 한다. 이때 2000~5000V의 엄청난 전압이 발생함에도 불구하고 우리는 따금할뿐 죽지는 않는다. 이유는 전압이 높아도 실제 전자가 이동하는 시간은 수천분의 1초에서 수만분의 1초로 짧고, 전자의 수, 즉 전류가 아주 작기 때문이다. ■정전기 방지 활용 기술 이 따끔한 정전기는 반도체나 전자제품 공장에서 불량품을 만들어내는 주범이기도 하다. 정전기를 방지하기 위해 대규모 설비를 갖추기도 하고, 유선 접지 팔찌를 착용하거나 정전기 방지 매트를 설치하기도 한다. 국내 연구진들은 이 정전기를 방지하거나 활용하는 기술을 개발하고 있다. 마찰에서 얻어지는 전기를 모아 웨어러블 전자기기나 사물인터넷(IoT) 센서에 사용하기도 하고, 정전기를 방지하는 기술로 활용하기도 한다. DGIST 이주혁 교수는 삼성전자 생산기술연구소 승완철 박사와 함께 마찰전기로 전기를 만드는 부품을 활용해 정전기를 방지하는 신발을 개발했다. 이 부품을 신발 밑창에 넣어 정전기가 발생하지 않도록 만들었다. 이 신발을 신고 몇걸음만 걸어도 정전기가 사라진다. 이주혁 교수는 "이는 기존 정전기 방지 설비 대비 매우 저렴하고, 작업에 불편함을 주지 않고 효율적으로 정전기를 방지할 수 있어 상용화가 가능하다"고 말했다. 또한 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 박찬호 교수와 전남대 고분자융합소재공학부 박종진 교수가 마찰전기를 전기에너지로 저장해 사용하는 기술을 개발했다. 박찬호 교수는 "일상에서 무시되는 마찰전기를 전기로 수확해 웨어러블 기기에 사용할 수 있다"고 말했다. 다공성 탄소 물질을 3개 층으로 쌓아올려 전기를 잘 저장하도록 만든 것이다. 실제 연구진이 만든 발전기는 기존보다 약 40배 향상된 600V의 출력 전압을 나타냈다. 반면, 기존에 다공성 탄소를 사용하지 않은 마찰전기 발전기의 경우 15.2V의 출력 전압을 나타냈다. ■정전기의 작은 불꽃이 대형 사고로 정전기가 일어나서 사람이 죽을정도는 아니지만 이로인해 대형사고를 일으키기도 한다. 정전기가 일어나면서 작은 불꽃이 생기는데 이 불꽃으로 가스라이터를 켤 수도 있다. 실제로 지난 2019년 5월 강원도 강릉의 한 공장에서 폭발사고가 발생하기도 했다. 공장의 수소탱크 및 버퍼탱크 내부로 혼합농도 이상으로 산소가 유입된 상태에서 정전기 불꽃 등이 점화원으로 작용해 폭발했다. 이 사고로 2명이 숨지고 6명이 다쳤다. 또 지난 2019년 1월 멕시코 중부의 한 지역에서 송유관이 폭발해 140여명이 숨지거나 부상을 당했다. 당시 기름 도둑들이 석유를 훔쳐가기 위해 구멍을 뚫었던 송유관에서 폭발이 발생했다. 사고 원인으로는 몰려든 주민들이 입고있던 합성섬유로 만든 옷에서 정전기가 튀어 폭발이 일어난 것으로 추정하고 있다. 이 사고로 기름을 담으려 모여든 700여명의 주민들 중 140여명이 숨지거나 부상을 입었다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 2차전지 관련주들이 부각되고 있는 가운데 에이에프더블류가 리튬이온배터리의 음극마찰용접단자를 국내에서 유일하게 100% 독점하고 있다는 소식에 최근 주가 상승세가 눈에 띄고 있다. 22일 금융감독원 전자공시에 따르면 에이에프더블유는 "자체 조사자료에 따라 국내 기업은 당사가 유일해 국내 시장 내 음극마찰용접단자의 시장 점유율은 100%로 독점 생산하고 있다"고 밝혔다. 사업보고서에 따르면 에이에프더블류의 음극마찰용접단자의 경우 에너지저장장치(ESS) 및 전기차의 배터리에 투입되고 있다. 중대형 전지의 경우는 BMW, 폭스바겐, 아우디, 크라이슬러 등 이미 글로벌 완성차 업체들의 배터리에 탑재되고 있는 상황이다. 중국에서도 관련 제품을 생산하고 있지만 중국 내 업체의 경우에도 에이에프더블유 외에 단 한개사만이 생산할 뿐이다. 한편 에이에프더블류는 신사업으로 전기차 BSA(Battery System Assembly)내 '셀-모듈-펙' 및 전장품의 전기적 연결을 위한 핵심 전력 부품인 부스바(Busbar) 사업을 추진 중에 있다. 부스바란 전차, 차량, 항공기 등에서 전기적인 연결을 가능하도록 하는 막대형의 전도체다. 전선을 대체해서 큰 전기용량을 배터리 또는 발전기에서 전장품으로 공급하는 핵심 전력 부품이다. 부스바는 전선과 달리 필요한 길이만큼만 정확하게 제작하여 사용함으로써 자동차 부품 및 모듈 등을 간소화가 가능토록 한다. 이 밖에도 마찰교반용접(FSW)을 활용한 친환경차량 전장품을 생산하고 있다. 이 같은 2차전지 배터리 및 친환경 전기차 관련 신사업 추진으로 주가도 최근 탄력을 받고 있는 모습이다. 9월 초까지만 해도 3000원대에 머물던 주가가 최근 5000원을 넘어서기도 했다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자