업계뉴스

[투데이에너지 박명종 기자] 공기 중에 떠다니는 습기만으로도 전기를 생산할 수 있는 획기적인 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 기존 기술 대비 100배 이상 향상된 성능으로 실생활 적용 가능성을 크게 높였다는 평가다.

포항공과대학교(POSTECH) 화학공학과 전상민 교수와 통합과정 송민재씨 연구팀은 25일 수분 발전기의 출력과 구동시간을 획기적으로 늘린 '연쇄적 이온-레독스 증폭 메커니즘'을 구현한 소자 개발에 성공했다고 발표했다.

지금까지 개발된 수분 발전 기술은 사람의 호흡이나 공기 중 습기를 전기로 변환할 수 있었지만, 성능 면에서 실용화에는 한계가 있었다. 수분이 흡착되면서 이온이 확산할수록 전하를 운반하는 이온이 줄어들고, 축적된 이온이 추가 확산을 방해해 성능이 급격히 떨어지는 문제가 있었기 때문이다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 전혀 새로운 접근법을 시도했다. 음전하 고분자와 양전하 고분자를 층층이 쌓고, 카본 전극에 전도성 고분자를 결합한 혁신적인 장치를 제작한 것이다.

이 새로운 장치의 핵심은 '연쇄적 이온-레독스 증폭 메커니즘'이다. 공기 중 수분을 흡수하면 단계적으로 반응이 연쇄적으로 이어지면서 전력을 생산하는 방식이다. 이를 통해 기존 장치 대비 약 100배 향상된 성능을 구현했다고 연구팀은 밝혔다.

실용성 측면에서도 괄목할 만한 성과를 보였다. 연구팀이 개발한 소자 8개를 직렬로 연결하면 9밀리와트(㎽)의 전력이 생산되어 블루투스 무선 이어폰을 구동할 수 있을 정도다.

이번 기술의 가장 큰 장점은 환경적 제약이 적다는 점이다. 태양광이나 풍력발전과 달리 날씨나 시간에 관계없이 공기만 있으면 언제든 전기를 생산할 수 있어 다양한 분야에 적용 가능성이 높다.

전상민 교수는 "이번 연구로 수분 발전 기술의 실용화 가능성을 크게 앞당겼다"며 "향후 웨어러블 기기나 IoT 센서 등 다양한 소형 전자기기의 전력원으로 활용될 수 있을 것"이라고 기대감을 표했다.

이번 연구 성과는 나노에너지 분야 권위지인 국제학술지 '나노 에너지(Nano Energy)' 온라인판에 게재됐다. 연구팀은 향후 상용화를 위한 추가 연구에 박차를 가할 예정이라고 밝혔다.

연구 이미지 / 포항공대 제공.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)