이원영 기자
취리히공대 연구팀이 3월 10일(현지시간) 나무에 압력을 가해 발전하는 기술이 목재를 부패시켜 효과 향상을 기대할 수 있다는 연구 논문을 발표했다.
목재 세포벽은 주로 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스, 리그닌으로 이뤄져 있다. 또 셀룰로오스는 아몰퍼스 영역과 결정 영역으로 구성되어 있으며 결정에 압력이 걸리면 결정을 구성하던 원자 전하에 편향이 생겨 결정 표면에 전하가 나타난다.
이 현상을 압전효과라고 하며 나무 외에도 키틴과 뼈에서도 효과가 나타는 것으로 알려져 있다. 나무에 압력을 가하면 압전 효과에 의해 발전할 수 있다는 건 수십 년 전부터 밝혀지고 있지만 나무 자체 강성이 높고 발전 효율이 나쁘기 때문에 나무를 그대로 사용한 발전은 비효율적이라고 간주되어 왔다.
연구팀은 목재 내 나무 강성을 낮게 해 발전 효과를 높일 수 있을 것으로 기대하고 부패한 나무에서 압전 효과를 확인하는 실험을 실시했다. 연구팀은 흰색 부패균을 이용해 부패시켜 나무 리그닌과 헤미셀룰로오스가 급속하게 붕괴되고 무게가 거의 반감, 강성이 낮아지고 압축성이 개선됐다고 밝혔다. 이 상탱에서 압전 효과를 발생시키자 15×15×13.2mm 나무에서 0.87볼트 전압과 13.3나노 암페어 전류를 얻었다는 것. 이는 나무를 부패시키기 전보다 55배 출력이다.
연구팀은 이 기술을 노인이 넘어지는 걸 감지하는 바닥 신호 같은 새로운 기술 개발에 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 압전 효과를 이용한 목재 제품 상품화에 대해 기업과도 논의하고 있다고 한다. 다양한 인간 활동을 통해 발전하는 새로운 건물 설계 기술 가능성을 열 수 있다는 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이석원 기자
정용환 기자
