걷기만 해도 충전되는 '스마트폰 충전 기술' 개발 - 울산과학기술원(UNIST)

백정민 신소재공학부 교수

''마찰전기 발전기’

구름에서 번개 발생 원리 

‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실려

   걸음걸이나 스쳐 지나는 산들바람만 만으로도 스마트폰을 충전할 수 있는 신개념 발전기를 국내 연구진이 개발했다. 

 

연구진이 개발한 인공 번개 발전기의 모습. - UNIST 제공

백정민 UNIST 신소재공학부 교수. 

UNIST 제공

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백정민 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 교수팀은 구름에서 번개가 발생하는 원리를 이용한 ‘마찰전기 발전기’를 개발했다고 6일 밝혔다.

 

번개는 구름 내에 있는 수증기 분자가 얼음 결정과 부딪히며 생긴다. 두 물질이 부딪히는 과정에서 전하들이 분리돼 축적됐다가 엄청난 에너지를 지표면으로 방출하는 것이다. 번개가 한 번 발생할 때 대략 10억 줄(Joule) 이상의 에너지가 나온다.

 

마찰전기 발전기를 연구는 기존에도 있었지만 연구진은 그 효율을 크게 높였다. 연구진은 수증기와 얼음을 대신 할 특수소재를 마찰시켜 구름처럼 정전기를 일으키는 데 성공했다. 특히 기존 방식은 마찰소재를 2개 층으로 나눠 제작하다 보니 전하의 손실을 막기 어려웠는데, 연구진은 중간에 접지층을 삽입하는 방식으로 이 문제를 해결했다. 이렇게 제작한 마찰전기 발전기는 기존 대비 최대 100배에 해당하는 높은 출력을 보였다.

연구진은 실제로 이 발전기를 이용해 스마트폰과 스마트워치를 충전하는 데 성공했다.

 

마찰전기 발전기는 크기가 작고 작은 바람이나 진동만으로도 전기를 얻을 수 있어 일상생활에서 쓸모없이 소모되는 에너지를 강력한 에너지원으로 이용하는 일명 ‘에너지 수확’ 분야에 적합한 기술로 평가받고 있다.

 

백 교수는 “에너지 수확 분야를 빠르게 발전시키는 토대를 마련할 것”이라고 말했다.

 

연구결과는 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5일자 온라인판에 실렸다.

권예슬 기자 yskwon@donga.com 동아사이언스

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