- 김선정 한양대 교수팀, 전기생산하는 ‘트위스트론 실’ 개발
- 배터리 없는 휴대폰, 장시간 비행 드론 전원 공급 가능

[헤럴드경제=구본혁 기자] 진동, 운동에너지처럼 주변에서 일상적으로 버려지거나 사용하지 않는 작은 에너지를 활용해 전기에너지로 변환하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

과학기술정보통신부는 한양대학교 김선정 교수 연구팀이 수축이완하거나 회전할 때 전기 에너지를 저절로 생산하는 트위스트론 실을 개발했다고 24일 밝혔다. 

코일 형태로 제작된 트위스트론 실의 주사전자현미경 사진 [사진제공=과기정통부]

연구팀은 사람의 머리카락보다 직경이 1만배나 작은 탄소나노튜브를 꼬아서 코일 형태의 트위스트론 실(탄소나노튜브 인공근육)을 만들었다. 이 실을 전해질 속에서 잡아당기면 꼬임이 증가하면서 부피가 감소된다. 이를 통해 전하를 저장할 수 있는 전기용량이 감소하고, 전기용량 변화량만큼 전기에너지를 생산하게 되는 원리다.

트위스트론 실은 19.2mg만으로도 2.3볼트(V)의 초록색 LED 전등을 켤 수 있다. 또 초당 30회 정도의 속도로 수축 이완할 때 kg당 250와트의 전력 생산이 가능하다. 

연구팀은 티셔츠에 트위스트론 실을 꿰매서 삽입하고 호흡에 반응하는 자가구동 센서를 만들었다. 사람이 트위스트론 실로 꿰맨 티셔츠를 입고 호흡할 때마다 가슴의 넓이가 변화되는 것을 이용해 전기 에너지가 발생된다. [사진제공=과기정통부]

연구팀은 실제 강릉 경포대에서 트위스트론 실에 풍선을 매달아 바다 속에 직접 넣고 실험을 진행했다. 파도가 칠 때마다 실은 풍선에 의해 25%까지 수축이완되면서 전기에너지를 생산했다. 또 공기 중 온도변화로 움직이는 나일론 인공근육과 트위스트론 실을 연결했을 때에도 전기에너지가 생산됐다고 연구팀은 설명했다. 김선정 교수는 “기존 배터리와 달리 반영구적으로 무제한 전기 에너지를 생산할 수 있는 트위스트론 실은 해양에서의 대량 전기 생산, 휴대폰 및 드론에 연속적 전원공급 등 다양하게 응용될 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘사이언스’ 8월 25일자에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com