"전기가오리 모방한 고전압 자가 발전 성공…손목시계 작동"

UNIST, 0.2㎜ 얇은 전기셀 쌓아 올려 100V 전압 생성 기술 개발

연구 그림 전기가오리를 모방한 적층형 이온 전기셀 구조 모습. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 전기가오리는 얇은 전기 세포를 여러 개 쌓아 올려 수백 볼트(V)의 고전압 전기를 만드는데, 이 같은 원리를 모방해 고전압을 낼 수 있는 기술이 개발됐다．

울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 고현협 교수팀이 스스로 전기를 만들 수 있는 0.2밀리미터(㎜)의 얇은 전기셀을 쌓아 올려 100V의 전압을 내는 데 성공했다고 21일 밝혔다.

전기가오리는 전기 세포 하나당 약 0.1V의 전압만 낼 수 있다. 이 세포를 쌓는 방식을 통해 100∼200V 전압의 전기를 만든다.

가오리 전기 세포는 동전의 앞뒷면처럼 전하 분포(+·-)가 달라서 차곡차곡 쌓게 되면 건전지를 직렬 연결한 효과를 얻을 수 있다.

연구팀은 이러한 구조를 쉽게 모방할 수 있는 0.2㎜의 얇은 전기셀을 만들었다.

이 전기셀은 전기가오리의 전기 세포와 달리 자극 없이도 전기를 만들 수 있는 장점이 있다.

연구팀은 전기셀을 전기가오리의 전기 세포처럼 위로 쌓아 올려 100V 이상의 고전압을 확보하고, 이 모듈로 6W급 상용 LED 전구와 전자계산기, 디지털 손목시계를 작동시키는 데 성공했다.

전기셀을 3천회 이상 늘렸다가 줄이기를 반복하거나, 여러 겹 쌓은 상태에서 굽히거나 늘려도 안정적인 성능을 보였다.

고현헙 교수는 "별도의 외부 에너지원 없이 소재 내부의 이온 이동을 잘 설계해 고전압을 생성하는 원천 기술"이라며 "기존 에너지 하베스팅 기술(주변의 에너지를 모아서 사용하는 기술)과 달리 외부 자극과 무관해 웨어러블 전원 장치 등의 유지 부담을 줄일 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼스'(Advanced Energy Materials) 온라인판에 지난달 8일 실렸다.

yongtae@yna.co.kr

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