우리대학원 Nano Matrix Lab 양영준 박사과정 학생이 ‘전지동력학적(electrokinetic) 현상을 기반으로 물방울을 이용해 전기를 만들어 낼수 있는 에너지 수확 기술에 대한 연구’에 대한 article이 잡지 ‘H.art’에 게재되었다.

 

 물

– 물방울 에너지

– 한 방울의 물로 만드는 전기

물방울

에너지 수확(energy harvesting)기술은 여러 형태로 존재하는 에너지를 전기 에너지로 수확하는 기술이다. 자연에서 존재하는 햇빛, 바람, 물, 열과 같은 원초적인 형태의 에너지를 전기에너지로 변환하는 것뿐만 아니라 차량 진동, 실내 조명, 몸에서 나오는 열, 걸을때 마다 눌려지는 압력 등 우리 주변에서 쉽게 버려지는 에너지까지 전기에너지로 변환할 수 있는 기술이다. 최근 환경오염문제가 심각해지면서 친환경 신재생에너지에 대한 필요성이 커지고 있고 이를 위해 다양한 형태의 에너지 수확 장치나 기술들이 연구되고 있다. 그 중에서도 물은 생활용수, 비, 하천, 바다 등 우리 주변에 다양한 형태로 존재 하기 때문에 이를 이용한 에너지 수확 기술에 관심이 높아지고 있다. 물을 이용하여 전기를 만드는 기술은 물의 위치 에너지를 이용한 수력 발전, 열을 이용한 하수열 발전, 물 속 이온의 농도 차를 이용한 염분 차 발전등이 이용되고 있다. 최근 이러한 에너지 전환 방식과는 다르게 전기동력학적(electrokinetic)현상을 기반으로 물방울을 이용해 전기를 만들어낼 수 있는 에너지 수확 기술이 연구되고 있으며 이를 소개하고자 한다.

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물방울2

- 미래 에너지

현재 연구중인 이 기술은 저렴한 비용과 더불어 몇 번의 코팅으로 쉽게 제작 할 수 있다는 장점이 있다. 페인트처럼 바르기만 해도 되는 형태로도 제작 가능하고 투명한 유리처럼 제작 할 수도 있기 때문에 현재 상용화되어 사용되고 있는 다양한 에너지 수확 소자가 적용되지 못하는 영역에서의 응용 또한 기대할 수 있다. 가령, 비가 많이 오는 지역에서는 태양광 패널의 효율이 많이 떨어질 수 밖에 없다. 이런 지역에 추가로 물방울을 이용한 에너지 수확 장치를 패널이나 창문 형태로 제작하여 빗방울을 이용해 에너지를 수확 할 수 있을 것이며, 강물이나 파도와 같이 계속해서 주기적으로 접촉과 비접촉을 반복하는 지역(해변, 강변)에도 적용하여 에너지를 수확 할 수 있다. 뿐만 아니라 가정에서 쓰고 버려지는 물을 비롯해 상하수도관을 통해서 흐르는 물을 이용할 수도 있을 것이다. 이런 상상이 현실이 되기 위해서는 효율을 높이고 안정성 유지와 같은 추가적인 연구가 필요하지만 구현된다면 버려지는 에너지를 수확하는 것이기 때문에 오염물질의 배출이 없으므로 친환경적으로 전기를 만들어 낼 수 있게 된다. 현실적으로 구현 가능한 기술인 만큼 우리 일상 생활에 빠르게 적용되어 많은 사람들에게 도움이 되기를 희망한다.

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