김선정 한양대 교수 연구팀, 전기 충전 필요 없이 스스로 에너지 생산하는 최첨단 실 개발

국내 연구진이 전기를 충전할 필요 없이 스스로 에너지를 만들어내는 최첨단 실을 개발했다. 김선정(사진) 한양대 교수팀은 수축·이완하거나 회전할 때 전기에너지를 스스로 생산하는 ‘트위스트론 실’을 개발했다고 24일 밝혔다.

트위스트론 실은 사람의 머리카락보다 직경이 1만배 작은 탄소나노튜브를 꼬아서 코일 형태로 만든 인공근육이다. 이 실을 음·양이온이 존재하는 전해질 속에서 잡아당기면 꼬임이 증가하면서 부피가 줄어든다. 이때 전하를 저장할 수 있는 전기용량이 감소하면서 변화량만큼 전기에너지를 생산하게 된다.

연구팀은 트위스트론 실에 풍선을 매달아 바다에 집어넣고 파도가 칠 때마다 전기에너지가 생산되는 사실을 확인했다. 파도에 풍선이 흔들리면 실이 수축·이완하면서 전기에너지를 만들어낸다. 마찬가지로 트위스트론 실로 꿰맨 티셔츠를 입은 실험에서는 사람이 호흡할 때마다 실이 수축·이완하면서 전기에너지가 생산됐다.

현재 트위스트론 실의 무게는 19.2㎎으로 2.3V의 발광다이오드(LED) 전등을 켜는 정도다. 하지만 초당 30회 정도 속도로 수축·이완할 수 있는 특성상 실의 무게가 커질수록 더 많은 전력을 생산하게 된다. 이론상으로는 ㎏당 250W의 전력을 만들 수 있다.

김 교수는 “기존의 충전식 배터리와 달리 반영구적으로 무제한 전기에너지를 생산할 수 있는 트위스트론 실은 해양에서의 대량 전기 생산, 휴대전화·드론에 연속적으로 전원을 공급하는 등 다양하게 응용될 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 국제학술지 사이언스에 발표됐다.

최예슬 기자 smarty@kmib.co.kr