▲ 천연 바이오 재료인 실크와 간단하고 저비용 기법인 전기방사를 사용하여 만든 마찰 전기 발전기.

국내 연구진이 천연재료를 이용해 전기를 만들어내는 친환경 발전기를 개발했다.

미래창조과학부(장관 최양희)는 오일권 KAIST 교수팀이 천연 바이오 재료인 실크를 마찰시켜 발생시킨 정전기로 마찰 전기 발전기를 개발하는데 성공하였다고 5일 밝혔다.

최근에 마찰을 이용한 에너지 하베스팅이 기존 압전형 나노발전기보다 제작의 편리성, 고출력, 비용효과적 특성으로 여러 연구자들에게 새롭게 주목 받고 있다.

하지만 마찰형 나노발전기를 실생활에서 사용하기엔 고가 장비, 복잡한 공정, 인체 유해물질 등으로 개선해야할 부분이 산재했다.

이에 연구진은 천연재료인 실크와 플라스틱 계열 폴리이미드를 마찰시켰더니 정전기가 발생하는 것을 발견했다. 표면 전하 측정으로 실크는 폴리이미드보다 상대적으로 전자를 잘 잃고 폴리이미드는 반대의 경향을 가진다는 것을 확인했다.

표면적이 넓을수록 대전되는 면적이 넓어 마찰 전기량도 더 많다는 것을 확인한 연구진은 실제 환경에서 가해지는 외력은 크기와 형태가 무궁무진해 다양한 펄스 신호로 사용해 여러 외부 입려겡 따른 발전 성능을 확인했다.

연구진은 본 연구를 통해 마찰전기 발전기의 순간출력은 개방회로전압이 약 17V, 4.3 mW/m2이며, 정류과정을 거쳐 5분 만에 커패시터에 2V 전압을 축적할 수 있다고 밝혔다.

이어 일상생활에서 활용되지 못하고 버려졌던 정전기를 이용한 에너지 하베스팅 기술로 천연재료인 실크를 이용해 전기발전기를 개발했다는 점에서 연구가치가 있다고 더했다.

오일권 교수는 “누에고치가 만들어 주는 천연 실크를 사용하여 개발한 마찰 전기 발전기는 생체 친화형 재료와 친환경 기술로 간단한 공정과정만으로 널리 활용될 수 있어서, 향후 에너지, 환경 문제의 해결에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”고 연구의 의의를 밝혔다.