금속나노필름에 소금물 흘려서 발전하는 시스템?

노스웨스턴대학 연구팀이 금속 코팅한 유리나 플라스틱 판에 해수를 흘려 발전하는 방법을 개발했다. 연구팀은 플라스틱이나 유리판에 철과 니켈으로 이뤄진 얇은 막을 증착해 표면에 바닷물이 흐르는 금속막에 전류를 발생시키는 구조를 고안했다.

연구팀은 이 발전 방법을 이용한 장치를 평범한 소재를 이용한 저렴한 방법으로 제조할 수 있다고 밝히고 있다. 넓은 면적을 가진 얇은 금속막을 단독으로 제조하는 건 어렵기 때문에 유리 등 판 표면에 막을 붙이는 방법이 용이하다는 것. 단단하게 단열되어 있기만 하면 이 시스템은 잘 작동한다는 설명이다.

기본 아이디어는 바닷물에 포함된 나트륨 이온이 금속막 중에 자유전자에 작용하고 물방울이 흐르는 움직임과 동기화, 자유전자가 금속막 중을 이동하면서 전류가 발생한다는 것이다. 금속막 표면 산화물층을 통해 나트륨 이온이 자유전자를 받을 수는 없다고 한다.

물론 물방울 하나가 움직이는 금속막 중 전자는 매우 적게 발생해 전류도 거의 없다. 아직까지 실증 실험이 이뤄지지 않았지만 계산에선 이 발전 방식으로 시간당 수kW 전력을 생산할 수 있다고 제안하고 있다. 10m 사방 얇은 플라스틱판 100장에 금속막 코팅을 한 상태에서 물을 흘리면 시간당 2∼5kW 전력 발전이 가능하다는 것이다. 발전판 100장을 만들 수 있다면 규모를 100만대까지 확대할 수 있다고 말한다.

또 판 표면을 흐르는 액체는 반드시 소금물이나 바닷물이 아니어도 원리상으론 이온이 포함되어 있다면 인간의 피도 이 시스템을 통해 발전할 수 있다고 한다. 실현까지는 아직 시간이 오래 걸릴 기술이지만 만일 혈관 내에 발전 장치를 포함할 수 있다면 체내에서 작동하는 기계 전원을 혈액에서 만들어낼 수도 있다는 얘기다.

연구팀은 체내에 내장한 마이크로 장치 동력 외에 해수를 추진하는 시스템 등에도 고안한 방법이 유효하다고 보고 있다. 이 연구 논문에는 미국 해군연구국도 자금을 댔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.