| 중국과학원, 청정 신에너지를 생성시키는 고효율 나노 발전기 개발 | ||
|
||
 중국과학원 북경나노에너지시스템연구소와 미국 조지아공대의 연구진은 왕중린(王中林) 교수의 주도하에 대출력 2차원 평면 마찰 발전기를 디자인하고 개발하였다고 밝혔다. 이 마찰 발전기는 자연계에 존재하는 기계에너지를 수집하는 방법으로 실시간으로 일반 전자제품을 구동하는 능력을 갖추었다. 이 고성능 마찰 발전기를 자체 구동형 휴대식 전자설비의 실용화과정에 접목시킨 것으로, 보다 넓은 범위에서 기계에너지 수집이라는 새로운 개념이 매우 창의적이다. 연구 논문은 왕중린 교수가 이끄는 연구팀은 2012년에 세계 최초로 유기재료를 이용해 투명마찰 발전기를 개발하였고, 마찰전기와 정전기 감응 결합효과를 창의적으로 이용해 기계에너지를 전기에너지로 전환시키는데 성공하였으며, 최근 년간 관련 유형 부품의 기본 작업모델을 꾸준히 개발하여 각종 기계운동에 적용할 수 있는 능력을 갖추었다. 하지만 작은 출력전류와 낮은 출력 파워 등의 기술적인 문제로 그동안 실제 응용이 어려웠다. 연구팀은 최신 연구를 통해 마찰 발전기의 2개 작업 부품이 미끄럼 운동하는 과정에서 전극 사이의 전하 전이량을 재료표면의 배열된 패턴화(patterning)를 통해 극대화시킬 수 있으며, 또한 패턴 밀도와 준선형 관계를 나타낸다는 점을 발견하였다. 이를 토대로 연구팀은 패턴화 배열구조를 디자인한 결과, 마찰 발전기의 출력 파워를 질적으로 높일 수 있었다. 발전기의 고정자와 회전자가 상대적으로 회전할 때, 발전기 출력 파워는 1.5W, 출력밀도는 19mW·cm-2이며, 에너지 전환효율은 24%에 달한다. 일반 전자기 발전기와 비교하였을 때 마찰 발전기는 다음과 같은 장점이 있다. 첫째, 마찰발전기는 박막 고분자재료와 박막전극재료로 만들어졌기 때문에 가볍고 부피가 작아 휴대식 전자제품에 에너지를 제공하는데 매우 적합하다. 둘째, 마찰 발전기는 일반 대규모 산업화 원료로 만들어지기 때문에 기타 발전기술에 비해 제조 원가가 저렴하다. 셋째, 마찰 발전기는 독특한 구조로 설계되었기 때문에 전통 발전기와는 비교할 수 없는 강점을 갖고 있다. 마찰 발전기는 자연계에 존재하는 기계에너지를 대규모로 수집하고 전환할 수 있는 잠재력을 갖추었으며, 그린 에너지 공급을 위한 전혀 새로운 경로를 마련하였다는 점에서 그 의의가 크다. 특히 전력망이 커버되지 않은 지역에서 사용자들이 일상생활에서 기계에너지를 이용해 램프를 켜거나 휴대폰에 전원을 공급하는데 필요한 에너지를 공급할 수 있을 것으로 전망된다. 정보출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201403/t20140306_4046554.shtml |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB