정용환 기자
역학적 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 미래 에너지원이 될 가능성이 있을 수 있다. 새로 노스캐롤라이나주립대학 연구팀이 역학적 에너지를 전기로 변환할 수 있고 물속에서 사용할 수 있는 장치를 개발했다.
연구팀이 개발한 발전기는 갈륨과 인듐 2가지 액체금속을 부드럽고 탄력 있는 히드로겔로 감싼 것이다. 히드로겔에 사용되는 물은 소금 그러니까 이온이 포함되어 금속 표면에 모인 이온은 콘덴서와 비슷한 전기 이중층을 형성한다. 히드로겔을 강요하는 등 금속을 변형시키면 표면적이 늘어나 유도 전하가 커진다. 이 장치에 연결해 전기를 사용할 수 있는 것이다.
먼저 히드로겔을 케이스에 펼쳐 UV 램프 아래에 놓는다. 히드로겔은 부드럽고 탄성이 있고 액체금속이기 때문에 히드로겔 변형에 따라 모양이 변해간다. 비틀어도 문제가 없다. 금속 와이어로 연결해 발전을 할 수 있다.
전기 이중층 캐패시터 ELCD를 이용해 에너지를 만들어내는 기술은 지금까지 개발되어 왔다. 연구팀은 개발한 장치에서 독특한 점은 유연성과 수중에서도 사용할 수 있다는 점에 있다. 장치는 부드럽고 히드로겔은 원래 길이 5배까지 늘릴 수 있는 유연성을 갖고 있기 때문에 다양한 용도가 가능하다. 또 물에 강한 것으로 의료와 인공피부, 해양 연구 등 다른 장치에선 실현할 수 없는 용도가 있을 수 있다. 제조가 간단하다는 점도 포인트다.
하지만 이 장치는 아직 개념 증명 단계이며 안정성과 에너지 변환 효율 등에서 과제를 안고 있다. 연구팀은 앞으로 이 장치를 이용해 바람과 바다, 파도 같은 환겨엥서 에너지를 만들어내는 구체적인 방법과 함께 전력 밀도를 높이는 방법을 연구해나갈 예정이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
이석원 기자
