포스텍, 기후 한계를 뛰어넘는 에너지 소자 개발

포스텍 노준석 교수연구팀이 마찰 대전 나노 발전기술과 복사냉각 기술을 결합한 에너지 통합 장치를 개발했다고 19일 밝혔다.

이번 연구결과는 태양광, 풍력, 수력과 같은 재생에너지는 고갈되지 않는 지속가능한 자원이지만 기후 상황, 지리적 조건에 따라 생산량의 영향을 받는 제약을 극복했다는 평가다.

마찰 대전은 서로 다른 두 물질이 접촉 후 분리될 때 전하를 띠게 되는 현상이다.

연구팀이 개발한 통합 장치는 빗방울과 창문간 액체-고체 마찰 대전 원리를 이용해 우천 시 에너지를 수확할 수 있다.

또 자외선과 적외선 영역의 빛은 반사와 흡수해 가시광 영역의 빛은 투과하도록 설계됐다.

이를 통해 청명한 날 에너지 소비없이 물체가 자체적으로 열을 반사하거나 대기 중으로 방출하는 복사 냉각 기술로 실내 온도를 낮추고 에너지를 절약할 수 있다.

연구팀은 진화 알고리즘을 이용해 이러한 열 방출과 투명도의 특성을 최적화했다.

개발된 만능 소자는 에너지 변환 효율 2.5%를 기록하며 기존 유리와 비교했을 대 실내온도를 최대 24.1℃ 낮추는 효과를 보였다.

일반적인 유리처럼 보이지만 기후에 따라 에너지 생성과 실내 냉각이 모두 가능해 다양한 조건에서 효율적인 에너지를 활용할 수 있는 장치다.

노준석 교수는 “기후와 지리적 조건의 제약이 많았던 청정에너지의 생산성 한계를 극복할 대안을 제시했다”라며, “지속 가능한 에너지 소자로서 다양한 산업 분야에서 활용되기를 바란다”라는 말을 전했다.

한편 이번 연구는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재됐고 포스텍 이건, 강현정, 윤주영 씨가 공동참여했다.