단국대 송영석 교수가 주도하고 서울대 윤재륜 교수가 참여한 연구팀은 3일 끓는 물이나 떨어지는 폭포수, 탄산 음료 등 일상 생활에서 흔히 볼 수 있는 공기방울을 전기가 흐를 수 있는 액체인 ‘자기유체’에 넣어 전자기장 변화를 주면 친환경 에너지를 만들 수 있다고 밝혔다.
자기유체에는 나노크기(1nm = 10억분의 1m) 산화철이 분산돼 있기 때문에 외부 자기장에서는 마치 고체 자석처럼 바뀌게 된다. 이러한 자기유체에 공기방울이 지나가면 산화철 입자가 움직이게 되고 이에 따라 자기장도 변하게 된다. 전자기장의 변화는 곧 전자를 유도하게 돼 전기 에너지를 생산하게 된다.
에너지 생산효율은 공기방울의 크기와 외부 자기장의 세기, 감긴 코일의 수, 유체의 속도 등에 의해 다르다. 예컨대 공기방울 지름 4mm, 자기장 세기 1100mT, 감긴 코일의 수 2000번, 유체의 속도 500 μl/min(분당 마이크로리터)에 전압은 460μV, 전류는 0.3mA 조건으로 실험할 경우, 에너지 생산 효율은 9.26%를 기록했다.
그동안 석탄과 같은 화석연료와 원자력을 대체할 수 있는 무공해 에너지는 복잡한 장치, 낮은 효율 등이 문제로 거론됐다. 그러나 송 교수는 “이번 기술개발로 환경에 영향을 전혀 주지 않고 매우 간단한 방법을 활용해 신재생에너지를 생산할 수 있다”며 “적극적 투자가 이뤄지면 5년 이내 상용화가 가능할 것으로 전망된다”고 밝혔다.
연구결과는 에너지 분야의 국제 학술지인 ‘나노 에너지’(Nano Energy) 1월호 표지논문으로 실렸다.
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두번째 사진설명입니다.
단국대학교 파이버시스템공학과 송영석 조교수
