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백정민 교수팀, 번개 원리를 이용한 고효율 인공발전기 개발

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작성자 최고관리자 작성일16-10-31 10:11 조회762회 댓글0건

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유니스트 백정민 교수 연구팀이 눈 깜짝할 사이에 엄청난 전기에너지를 방출하는 번개의 원리를 이용해 전기를 생산할 수 있는 인공 발전기를 개발했다.

백정민 UNIST 신소재공학부 교수 연구팀은 종린왕 조지아텍 신소재공학부 교수 연구팀 등 국제 공동연구진은 번개가 치는 구름에서 전하가 분리되는 원리를 인공적으로 구현해 전기를 생산하는 인공 마찰 전기 발전기를 개발했다고 6일 밝혔다.

번개는 구름 내에 있는 수증기 분자와 얼음 결정이 마찰하는 과정에서 생긴다. 수증기 분자와 얼음 결정이 부딪치면서 전하들이 분리되고 축적됐다가 엄청난 에너지를 순식간에 방출하는 것이다.
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연구진이 개발한 인공 발전기의 구성도(a)와 실제 인공 발전기 형태(위에서 오른쪽). 인공 발전기의 저항에 따른 출력 전압 및 전류(b)와 출력 전력 밀도(c)./UNIST 제공
▲ 연구진이 개발한 인공 발전기의 구성도(a)와 실제 인공 발전기 형태(위에서 오른쪽). 인공 발전기의 저항에 따른 출력 전압 및 전류(b)와 출력 전력 밀도(c)./UNIST 제공

연구진은 번개가 칠 때 구름 내에서 벌어지는 현상을 분석했다. 전하가 생성되고 분리, 축적되는 과정을 파악한 뒤 ‘전하 펌프’라는 새로운 개념을 고안했다. 수증기 분자와 얼음 결정처럼 마찰시킬 신소재를 만들어 번개의 원리를 모사해 발전기를 만든 뒤 두 소재 사이에 ‘접지층’을 하나 더 삽입했다. 이 접지층은 전하의 손실을 억제해 기존 마찰 전기 발전기보다 10~100배 많은 전기를 생산하는 효과를 가져왔다.

연구진은 이번에 개발한 인공 발전기로 스마트폰과 스마트워치에 있는 배터리를 충전할 수 있다는 사실도 실험으로 확인했다. 백정민 교수는 “이번에 개발한 전하 펌프 기반의 인공 발전기는 나무나 건물, 자동차에 적용해 전력을 생산할 수 있다”며 “쓸모없이 버려지던 숨은 에너지를 모아 스마트폰과 스마트워치 등 휴대용 기기에 사용하는 배터리도 충전할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터의 지원으로 이뤄졌으며 연구 결과는 과학 학술지 네이처 커뮤니케이션 온라인판에 게재됐다.

기사출처: http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2016/10/06/2016100601280.html?main_hot3
http://science.ytn.co.kr/program/program_view.php?s_mcd=0082&s_hcd=&key=201610061104401190

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