인하대학교 물리학과 양자기능성물질연구실 정종훈 교수 연구팀이 화성과 같이 극한 환경에서도 안정적으로 전기를 생산할 수 있는 압전발전기를 개발했다.

압전발전기는 공간대칭성이 깨진 물질에 외력이 가해질 때 발생하는 전하를 이용한 장치다. 작고 느린 역학적 진동에서도 큰 전력을 생산해 낼 수 있지만 상온, 상압과 같이 일반적인 환경에서 주로 사용돼 왔다.

정 교수 연구팀은 강유전성 폴리머(고분자량 화합물)의 전기분극 방향과 금속 전극의 배열을 최적화해 섭씨 영하 266도의 극저온, 10-5토르(Torr)의 저압, 10W의 자외선 하에서도 매우 큰 전력을 안정적으로 발생시켰다.

이어 화성과 유사한 상황(섭씨 영하 50도, 5토르의 이산화탄소, 46W/m2의 자외선 세기)에서 인체의 미세한 진동으로 LED를 구동할 수 있을 정도의 전력이 생성됨을 보였다.

이러한 연구 결과를 담은 논문 ‘분극과 전극이 최적화된 거친 환경 압전 발전기’는 재료 분야 국제 학술지 ‘스몰(Small)’에 4월8일자 표지논문으로 선정됐다.

정종훈 교수는 “화성이 우리에게 점점 가까워지고 있다. 극한 상황에서 압전 발전기의 효율과 안정성을 증대시킬 수 있는 물리적 요인을 최적화해 ‘마션(Martian)’을 현실화하는 데 기여하고 싶다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구실사업 지원을 받아 진행했으며 안창원 울산대 교수 연구팀, 강종윤 한국과학기술연구원 박사 연구팀, 이민백 인하대 물리학과 교수 연구팀이 참여했다.

[ 경기신문 / 인천 = 윤용해 기자 ]