'얼룩말 무늬 응용' 구부러지고 늘어나는 섬유형 발전시스템 개발

얼룩말 무늬 응용한 발전 시스템 개발

얼룩말 무늬 응용한 발전 시스템 개발

얼룩말 무늬 응용한 발전 시스템이 개발되었다는데요. 도대체 이게 무슨 말일까요. 제목만 보고는 상상도 안 되는데요.

저 위의 사진을 보시면 섬유에 얼룩말 무늬를 그려놓고 신축성 있게 늘리자 전기가 발생하는 시스템이라고 합니다.

 

정말 아주 신기하네용~ 이런 건 또 제가 안 다룰 수가 없죠 ㅋㅋㅋ 그럼 소식 보시겠습니다.

지스트(광주과학기술원)는 고려대 연구진과 공동으로 얼룩말 무늬에서 착안한 수평 방향의 발전 메커니즘을 생분해성 나노필름 소재에 적용, 구부러지고 늘어나는 섬유형 발전시스템을 개발했다고 15일 밝혔습니다.

 

필름 소재 표면의 색깔 차이(검정색-흰색)에 따라 발생하는 온도 차로 전기를 발생히키는 '열전 현상'을 이용한 것입니다. 단순한 수평 구조를 적용하여 유연성과 신축성이 필요한 다양한 환경에 활용될 것으로 기대됩니다.

 

또 24시간 전기를 생산할 수 있으며 생리식염수에 녹아 없어지는 생분해성 소재를 사용해 차세대 친환경 에너지원으로 활용될 것으로 보입니다.

 

이번 연구 성과는 세계적인 학술지 사이언스의 자매지인 '사이언스 어드밴시스' 2월 호에 온라인 게재되었습니다.

 

연구팀은 색깔 차이로 인해 평면에서도 가열(검정색)과 냉각(흰색) 영역이 뚜렷한 얼룩말 무늬에 착안했습니다.

얼룩말 무늬를 생분해성 나노섬유 필름 위에 입히고 광학 계산을 통해 가장 효율적으로 열을 흡수, 방출하는 구조를 설계했습니다.

 

연구 결과

스펙트럼 분석 결과 가열과 냉각 영역 모두 24시간 동안 지속적인 온도 차가 유지됐습니다.

연구팀이 야외의 다양한 날씨 환경 조건에서 실험한 결과 흰색 부분은 대기 온도보다 최대 약 8도까지 낮아졌고, 검은색 부분은 주변 대기 온도보다 최대 14도까지 상승, 최대 22도의 온도 차이가 발생했습니다.

 

연구팀은 이러한 흰색과 검은색 부분의 온도차이를 이용해 최대 약 6마이크로와트/제곱미터의 전기로 변환하는 데 성공했습니다.

이는 저전력 센서를 구동할 수 있는 수준으로 향후 생체 신호 측정 웨어러블이나 산업현장의 고온 감지 센서 및 배터리 없는 자율주행용 거리 감지 센서 등에 활용될 것으로 기대됩니다.

 

특히 사각형 모양 필름을 네 귀퉁이에서 잡아당겨 약 1.3배로 늘린 상태에서도 발전 성능이 유지되어 향후 다양한 환경에서 적용 가능할 것으로 주목됩니다.

 

평면에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 구부러지고 늘어나는 물리적 변형에도 안정적으로 전기를 생산할 수 있는 혁신적인 시스템으로 평가됩니다.

 

송영민 교수는 "이번 연구는 유연한 전자소자를 구현하는 공학과 광학의 융합 연구의 성과로, 그동안 구현하기 힘들었던 수평 방향의 온도 제어에 성공하여 유연성과 신축성을 지닌 발전시스템을 제작했다는 데 의의가 있다"고 말했습니다.

 

지스트 전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수와 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 황석원 교수가 지도하고 지스트 허세연 박사과정생, 고려대 한원배, 김동학 박사가 공동 수행한 이번 연구 결과는 한국연구재단 기초연구실후속연구사업, 나노소재기술개발사업, 미래유망 융합기술 파이오니아사업, 미래소재디스커버리사업의 지원을 받아 수행되었다고 합니다.