에서 버려지는 마찰전기 에너지의 발생 소재에서 효율적인 에너지 수확을
위해 마찰 표면을 더 많은 양(+)의 기전력과 음(-)의 기전력을 가질 수 있는
상태로 변환시켜 마찰전기 서열을 자유자재로 바꿀 수 있는 획기적인 방
법을 개발했다.
∘ 연구팀은 다공성 탄소*의 외부 비표면적**이 클수록 전하를 잘 붙잡고
작을수록 전하 이동이 빨라지는 현상을 이용해, 외부 비표면적을 변화
시킨 다공성 탄소 세 종류를 적층하여 전하의 이동을 제어함으로써
마찰전기 저장 효율을 향상시켰다.
* 다공성 탄소: 다공성 탄소는 다량의 기공을 포함하고 있는 탄소 재료를 뜻한
다. 기공이 많을수록 표면적이 커진다는 특징이 있다.
** 비표면적(Specific surface area): 비표면적은 단위 무게당 물질의 표면적을
뜻한다. 외부 비표면적은 외부 노출에 표면적을 의미하며 클수록 전하를 붙잡
을 수 있는 공간이 넓다.
∘ 그 결과, 기존에 다공성 탄소를 사용하지 않은 마찰전기 발전기의 경우
15.2V의 출력 전압을 나타냈지만, 이번 연구의 방법과 재료를 사용할
경우 기존보다 약 40배 향상된 600V의 출력 전압을 얻을 수 있었다.
□ 기존 마찰전기 에너지 하베스팅* 연구에서는 단순한 표면 화학구조의
변화나 물리적인 표면적 향상에 초점을 맞춘 반면, 이번 연구는 다공성
탄소를 이용하여 마찰전기 발전기 재료 내부에서의 전하 이동과 저장
현상을 설명함으로써 후속 연구에서 다양한 소재 개발, 재료 구성의 가
능성을 열어두었다.
* 에너지 하베스팅(Energy Harvesting): 주변에 버려지는 에너지를 수집해 전기를
생산하는 기술. 열이나 진동 등의 자연적인 에너지원으로부터 발생하는 에너지를
전기에너지로 전환시켜 ‘수확(harvesting)’하는 것이다. 자연에 존재하는 청정에너
지나 일상적으로 무시되는 작은 에너지를 모아 활용하기 때문에 공급의 안정성,
보안성 및 지속성을 유지할 수 있어 신재생 에너지 원천기술로 각광받고 있다.
또한 화석연료를 사용하지 않아 친환경적이라는 장점이 있다.
□ 지스트 박찬호 교수는 “다공성 탄소 소재를 활용해 주변에서 버려지는
마찰전기나 정전기를 실제 활용할 수 있는 전기로 수확할 수 있는 디