공기방울 친환경 전기에너지 생산

[산업일보]


국내 연구진이 공기방울의 움직임을 이용해 전기에너지를 생산하는 기술을 개발하여 친환경 재생에너지 생산에 기여할 것으로 기대된다.

단국대 송영석 교수(교신저자)가 주도하고 서울대 윤재륜 교수가 참여한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 기초연구사업(신진연구자지원)의 지원으로 수행됐고, 연구결과는 에너지 분야의 권위지인 나노 에너지(Nano Energy) 1월호 표지 논문으로 게재됐다.

연구팀은 끓는 물이나 떨어지는 폭포수, 탄산 음료 등 일상 생활에서 흔히 볼 수 있는 공기방울을 자기유체(전기가 흐를 수 있는 액체)에 넣어 전자기장 변화를 줌으로써 친환경 에너지 생산이 가능하다고 밝혔다.

자기유체는 나노(10억분의 1미터)크기의 산화철이 분산돼 있어 외부 자기장에서는 마치 고체 자석처럼 바뀌게 된다.

이러한 자기유체에 공기방울이 지나가면 산화철 입자가 움직이게 되고 이에 따라 자기장도 변하게 되며, 전자기장의 변화는 전자를 유도하게 돼 전기 에너지를 생산하게 된다.

자기유체와 공기방울을 이용한 친환경 에너지 생산 효율은 9.26%으로써 실험 조건은 공기방울은 지름이 4 mm(밀리미터), 자기장의 세기는 1,100 mT(밀리테슬라), 감긴 코일의 수는 2,000번 그리고 유체의 속도는 500 μl/min(분당 마이크로리터)에 전압은 460μV, 전류는 0.3mA 조건에서 에너지 생산효율은 공기방울의 크기, 외부 자기장의 세기, 감긴 코일의 수, 유체의 속도 등에 의해 변화된다.

석탄과 같은 화석연료와 원자력을 대체할 수 있는 무공해 에너지인 태양열(광)ㆍ풍력ㆍ수력ㆍ지열 등은 환경 파괴, 복잡한 장치 및 낮은 효율 등이 문제였다. 그러나, 이번 기술개발은 자기유체에 공기방울을 주입하는 환경에 영향을 전혀 주지 않고 매우 간단한 방법을 활용하여 에너지를 얻을 수 있는 친환경 신재생에너지이다.

송영석 교수는 “이 기술은 공기방울을 이용해 에너지를 얻을 수 있는 새로운 전기에너지 생산법으로, 향후 친환경 재생 에너지원으로 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.