국내 연구진이 실리콘 스펀지를 마찰시켜 전기에너지를 얻을 수 있는 새로운 고효율 나노발전 기술을 개발했다.
백정민 UNIST 교수(신소재공학부)와 천진성 연구원, 김상우 성균관대 교수(신소재공학부) 공동 연구팀은 실리콘 스펀지와 금속 전극의 마찰을 이용하는 방법으로 전기에너지를 생산하는 고효율 나노발전기 개발에 성공했다.
압력을 가하거나 구부릴 때 나타나는 압전효과를 이용한 기존의 나노발전기는 전선이나 배터리 없이 자체 발전이 가능하다는 점에서 미래 에너지원으로 주목 받았다. 하지만 압전효과를 이용한 나노발전기는 발전 효율이 낮고, 제작공정이 복잡해 상용화에 어려움이 많았다.
백 교수팀은 압전효과 대신에 실리콘을 수없이 많은 미세 구멍을 가진 스펀지 구조로 만든 후 여기에 압력을 가해 미세 구멍에서 마찰 전기를 생산해냈다. 여기에 스펀지를 둘러싼 금속전극과의 표면 마찰을 더해 발전 효과를 높였다.
백 교수팀의 나노발전기는 대량 생산이 가능해 생산 단가를 크게 낮출 수 있고, 대면적으로도 제작할 수 있다. 실험 결과, 기존 나노발전기 대비 발전 효율이 최대 20배까지 높게 나타났다.
개발 성과를 담은 논문은 지난달 말에 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 온라인판에 실렸고, 다음 달에는 표지 논문으로 나올 예정이다.
백정민 교수는 “이미 75개 이상의 LED 작동 실험을 통해 상용화 성공 가능성을 확인했다”며 “앞으로 입는 컴퓨터나 생체의료기기, 모바일 기기 등의 자가 전원 또는 보조 전원으로 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
