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서울대, 소금물 4방울로 LED 4분 켤 전기 생산

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김연상 교수팀, 물기 스며든 ‘산화구리 나노선 필름’의 전압 변화 원리 활용

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산화구리 나노선 필름의 제작과 전기 생산 과정./한국연구재단 제공

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국내 연구진이 소금물 네 방울로 전기를 만들어 LED(발광다이오드)를 4분 이상 켜는 데 성공했다. 물이 다른 물질에 스며드는 과정에서 전기가 발생하는 원리를 이용한 것이다.

한국연구재단은 김연상 서울대 교수 연구팀이 이온 흡착에 의한 에너지 준위 변화를 이용한 발전 원리를 규명했다고 26일 밝혔다.

연구팀은 산화구리(CuO)를 나노미터(nm·10억분의 1미터) 굵기의 선으로 만든 뒤 이것들을 엮어 필름으로 만들었다. 여기에 소금물을 떨어뜨리면 전기가 발생한다. 물이 나노선에 스며들면 물속의 나트륨 이온이 나노선에 달라붙고, 이 때문에 물에 젖은 나노선과 젖지 않은 나노선의 전기적 특성이 서로 달라진 결과 전압이 발생하기 때문이다.

연구팀은 1.5cmx6cm 크기의 산화구리 나노선 필름으로 만든 8개의 소자에 소금물 네 방울 정도의 양인 20μL를 떨어뜨려 스며들게 했다. 소금물은 수돗물 정도의 이온 농도를 갖는다. 40분간 전기를 생산한 결과 녹색 LED를 4분 이상 켤 수 있었다.

김 교수는 "산화구리 나노선 필름은 쉽게 대량으로 만들 수 있고 필름 하나를 반복해서 사용할 수 있기 때문에 (후속 연구를 통해) 상용화될 가능성이 있다"며 "자연에서 전기를 얻는 에너지 하베스팅 기술로 발전시키고 물속의 극미량 물질을 탐지하는 센서로 활용할 가능성도 확인했다"고 말했다.

연구성과는 국제 학술지 ‘에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)’ 10월호에 게재됐다.

김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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