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최근 국내 연구진이 잇따라 전기를 생산할 수 있는 새로운 기술을 선보여 눈길을 끌고 있다. 소금물을 부어 전기를 생산하는가 하면, 커튼에 붙이는 태양전지도 개발됐다.

 

한국과학기술연구원 안보기술연구단은 소금물만 있으면 전기를 만들 수 있는 휴대용 전원장치를 개발했다. ‘마그네슘’을 특수 화학 처리해 소금물만 부으면 즉시 전기를 생산할 수 있는 ‘마그네슘-소금물 이용 전원장치’다.

 

이 기술은 ‘나트륨’의 화학반응을 이용해 전기를 만든다. 마그네슘과 소금의 주성분(나트륨)을 반응시키면 전기가 나온다는 화학적 원리는 이미 잘 알려진 사실이다. 그러나 효율이 낮아 상용화가 어려웠었다.

 

연구팀은 마그네슘이 나트륨과 쉽게 반응하도록 얇은 판의 형태로 설계했다. 또 소금물의 농도를 유지하기 위해 특수 필터를 달아 효율성 문제를 해결했다.

 

기술이 상용화 되면 지금보다 훨씬 가벼운 배터리를 개발할 수 있을 것으로 전망된다. 군사용 통신장비를 한결 가볍게 만들 수 있는데다 오지에서도 쉽게 전기를 얻을 수 있어 여행객, 탐험가 등에게 유용할 것으로 보인다. 연구팀은 무게 5㎏ 정도의 소형 휴대형 시제품 개발을 마친 상태다.

 

김용환 안보기술개발단장은 “다양한 친환경 에너지기술을 안보기술에 적용한 결과”라고 말했다.

 

적은 열로 전기를 만드는 열전발전기술도 개발됐다. 열전발전은 온천수나 자동차의 배기구, 공장 굴뚝 등에 ‘열전소재’를 올려 두기만 해도 전기가 생기는 기술이다. 기존 기술보다 효율이 두 배 높아 주목된다.

 

재료연구소 세라믹연구본부 김경태 선임 연구원팀은 에너지 변환 효율을 두 배까지 향상시킨 새로운 열전소재와 공정기술을 개발했다고 최근 밝혔다.

 

연구팀은 열전소재로 많이 쓰는 ‘비스무스 텔루라이드’라는 물질에 첨단 소재인 ‘탄소나노튜브’를 결합시키면 전기생산량이 크게 늘어난다는 사실을 알아냈다. 열전소재를 냉장고 뒷면에 설치하면 전기가 만들어 지고, 이 전기를 다시 냉장고가 쓸 수 있도록 해 전력효율을 높인다는 것.

 

커튼에 붙여 전기를 만들 수 있는 태양전지도 나왔다. 한국과학기술연구원 광전하이브리드연구센터 고민재 박사와 고온에너지재료연구센터 최인석 박사 공동연구팀은 투명하면서도 잘 휘는 태양전지 기술을 개발했다.

 

지금까지 개발된 태양전지 대부분은 섭씨 400℃ 이상의 고온공정이 필요하기 때문에 열에 약한 플라스틱 기판을 사용하기 어려웠다. 저온공정을 이용해 잘 휘는 태양전지를 만들더라도 효율이 낮고 구부리거나 휠 때 광전극에 균열이 생겨 내구성이 나빠지는 문제가 있었다.

 

연구팀은 유연한 고분자 나노섬유에 무기물 나노입자를 엮어 충격에 강하면서도 효율이 떨어지지 않는 유무기 하이브리드 광전극을 만들어 냈다. 이 광전극을 적용한 태양전지는 1000번 넘게 휘어도 균열이 생기지 않고 효율도 그대로 유지됐다.

 

고 박사는 “이 기술을 이용하면 투명하고 잘 휘면서도 튼튼한 태양전지를 값싸게 만들 수 있다”며 “휴대용 전자기기나 창문 뿐만 아니라 의류나 커튼과 같은 곡면에도 붙여 사용할 수 있다”고 평가했다.

이유경 기자 leeyou@onkweather.com