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고무밴드·물 이용한 발전기…두드리면 전구가 '반짝'

"저비용으로 에너지 반영구적으로 생산…스포츠 타깃 웨어러블 디바이스에 응용"

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 고무밴드와 물을 이용해 LED 전구를 켤 정도의 전기를 만들 수 있는 나노발전기가 개발됐다. 나노발전기는 나노미터(nm·10억분의 1m) 크기의 물질을 활용해 전기에너지를 생산하는 장치다.

20일 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에 따르면 미국 조지아공대와 중국 베이징과학기술대, 칭화대, 중국과학기술원(CAS) 등 국제공동연구진은 물에 염화나트륨(NaCl) 등을 넣어 전도성을 띤 액체를 만들고, 이 액체를 고무밴드 안에 넣은 형태의 나노발전기를 제작했다고 발표했다.

이 발전기는 다른 물질과 닿으면 유도되는 '마찰전기'로 에너지를 얻는다. 마찰전기를 더 잘 만들 수 있게 고무밴드의 표면에는 지름 50nm 정도의 오톨도톨한 무늬를 미세하게 새겨놨다.

지름 12.7mm, 길이 50mm의 고무밴드 발전기를 다른 물체로 문지를 때 생기는 전기의 최고 전압은 67.71V 정도 됐다.

연구진은 이 발전장치를 동그랗게 말아 팔찌 형태로 차고 다니며 성능을 확인했다. 연구팀이 팔찌를 툭툭 칠 때마다 LED 전구 80개 이상이 동시에 켜졌다.

고무밴드·물 이용한 발전기…두드리면 전구가 '반짝' - 2
고무밴드·물 이용한 발전기…두드리면 전구가 '반짝' - 3

발전기가 내는 전압은 그리 높은 편이 아니지만, 이 발전기는 고무줄을 이용한 만큼 유연하고 잘 늘어난다는 장점이 있다. 연구진이 발전기를 잡아당기자 원래 크기의 300%까지 늘어났고 5만5천 번의 변형실험에서도 성능을 유지할 정도로 내구성도 뛰어났다. 여기에 다른 발전소자에서 쓰는 전극 대신 물을 사용하기 때문에 친환경적이라는 장점도 있다.

김상우 성균관대 신소재공학부 교수는 "나노발전기의 경우 낮은 비용으로 에너지를 반영구적으로 생성할 수 있으며 발전기의 구성에 따라 매우 가볍고 얇게, 또 투명하게도 디자인할 수 있다는 장점이 있다"며 "특히 인체의 움직임에 기반을 두고 전기를 생산할 수 있기에 야외활동이나 스포츠 등을 타깃으로 한 웨어러블 디바이스에 나노발전기를 응용하는 방안이 주목받고 있다"고 말했다.

sun@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2016/06/20 06:00 송고

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