국내 연구진이 소량의 물·대기 중 수분을 흡수해 전기 에너지를 생성할 수 있는 환경친화적 발전기 개발에 성공했다.

전도성 탄소 나노 입자가 코팅된 면섬유에 물을 떨어뜨리면 젖은 영역과 그렇지 않은 영역이 구분된다. 이 과정에서 약간의 전기 에너지가 발생한다. 수소 이온은 완전히 증발하기 전까지 이동하며 전기를 만들었다. 문제는 증발 이후, 전기 발생이 멈추기 때문에 주기적으로 물을 떨어뜨려야 한다는 점이다.

카이스트(KAIST) 김일두 교수 연구팀은 '염화칼슘(CaCl2)'에 주목했다. 염화칼슘에는 대기 중 물을 스스로 흡수해 천천히 방출하는 성질이 있다.

탄소 입자가 코팅된 면섬유의 한쪽 면에 염화칼슘을 묻힌다. 습도가 20% 이상 올라가자 섬유는 대기 중에 있는 수분을 자발적으로 흡수한다. 물을 묻혀줄 필요 없이 전기를 지속해 생성하게 된 것이다.

이번 기술로 만들어진 자가발전기 6개를 직렬로 연결하면 전압 4.2V, 에너지 밀도 22.4mWh/cm3의 전기를 만들 수 있다. 이는 LED 전구(20mW)의 불을 켤 수 있는 양이다.

김일두 교수는 "조해성 염이 포함된 자가발전기가 일반 대기 환경에서 2주 이상 발전하는 성능을 보였다"며 "향후, 사물인터넷용 지속 전력 공급원이나 자가 발전기 크기 증대를 통해 이차 전지를 충전하는 용도로 활용할 수 있다"고 밝혔다.

송광범 기자 postmoneynews@gmail.com