KAIST 교수 연구팀, 실크 마찰로 전기 생산 발전기 개발

오일권 KAIST 교수 연구팀 개발

   천연 바이오 소재인 실크(비단)를 마찰시켜 발생한 정전기를 이용한 발전기가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

미래창조과학부는 오일권 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀이 환경 친화형 물질인 실크와 플라스틱 계열의 폴리이미드를 이용해 마찰전기 발전기를 개발했다고 4일 밝혔다.

오일권 한국과학기술원(KAIST) 교수

두 물질이 마찰되면 상대적으로 전기음성도가 높은 물질은 전자를 얻어 음(-)의 전하를 띠게 된다.

실크와 폴리이미드의 경우 폴리이미드의 전기음성도가 실크보다 높아 두 물질을 마찰하면 폴리이미드 층이 음의 전하를 띤다.

또 두 재료를 마찰시킨 뒤 분리하면 전기적 전위 차이로 인해 외부회로를 통해 전기적으로 평형 상태가 될 때까지 전자가 이동한다.

연구팀이 이런 원리를 바탕으로 방전 성능을 높이기 위해 실크를 나노파이버 형태로 제작한 다음 실크 나노파이버에 기반해 마찰전기 발전기를 제작했다.

이렇게 제작된 발전기는 순간출력이 개방회로전압 기준 약 17V, 4.3㎽/㎡로 측정됐고, 정류 과정을 거쳐 5분 만에 커패시터(축전기)에 2V의 전압을 축적할 수 있었다.

또 실크 자체의 우수한 기계적·물리적 특성 덕에 2만5천 번 이상의 반복 테스트에도 발전 성능을 유지하는 것으로 나타났다.

오 교수는 "실크 기반 마찰전기 발전기는 천연 바이오 재료인 실크와, 값싸고 간단한 기법인 전기방사를 사용하므로 인체친화적이고 저렴하다"라며 "앞으로 자가발전형 에너지 하베스팅(버려지는 에너지를 전기에너지로 변환해 이용하는 것)이나 인체친화형 전자기기 등에 활용가치가 높을 것으로 기대된다"고 말했다.

연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지인 '어드밴스트 에너지 머티리얼즈' 지난달 18일자에 게재됐다.

(서울=연합뉴스) 정성호 기자 sisyphe@yna.co.kr

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