UNIST는 박영빈(사진) 기계공학과 교수팀이 빗방울로 전기를 만드는 탄소섬유 복합재 기반 물방울 발전기(액적 발전기, S-FRP-DEG)를 개발했다고 15일 밝혔다.
탄소섬유 복합재는 탄소섬유 다발을 플라스틱 수지에 섞은 소재로 가벼우면서도 강해 건물 지붕과 같은 외장재로 쓸 수 있는 소재다.
개발된 탄소섬유 복합재 발전기는 빗방울이 복합재 표면에 닿았다 빠르게 떨어지는 순간 전기를 만든다. 정전기와 흡사한 원리다. 빗방울은 양전하를, 복합재 표면은 음전하를 띠는데, 빗방울이 접촉했다 떨어지는 순간 전하 입자가 탄소섬유를 타고 이동하면서 전기가 흐른다.
기존의 금속 기반 물방울 발전기는 금속이 빗속의 오염물질에 쉽게 부식되는 문제가 있었는데, 연구팀은 부식에 강한 탄소섬유 복합재를 사용해 이를 해결했다. 또 복합재 표면에 코팅재를 입혀 발전기의 발전 성능을 높였다.
실험을 통해 이 발전기가 약 92μL(마이크로리터) 크기의 빗방울 하나가 떨어질 때 최대 약 60V의 전압과 수μA(마이크로암페어) 수준의 전류를 생산하는 것을 확인했다. 또 발전기 4개를 직렬로 연결해 발광다이오드(LED) 전구 144개를 순간적으로 점등하는 데 성공했다.
박영빈 교수는 “향후 항공기나 자동차 등 탄소섬유 복합재가 들어가는 모빌리티의 자가 전원 기술로 쓸 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이다예기자
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