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[포항=뉴시스]안병철 기자 = 포스텍(포항공과대학교) 화학공학과 전상민 교수, 통합과정 송민재씨 연구팀은 공기 중 습기만으로 전기를 만드는 신기술을 개발했다고 25일 밝혔다.
연구팀이 이번에 개발한 ‘연쇄적 이온–레독스 증폭 메커니즘’은 공기 중 수분을 흡수했을 때 발생하는 이온 이동과 산화·환원 반응을 연쇄적으로 이어가며 전류를 더욱 강하고 오래 유지하는 방식이다.
이를 구현하기 위해 연구팀은 음전하 고분자인 폴리스티렌술폰산과 양전하 고분자인 폴리다이알릴다이메틸암모늄 클로라이드를 쌓고 카본 전극에 전도성 고분자인 폴리아닐린과 폴리피롤를 결합한 새로운 장치를 제작했다.
음전하 고분자와 양전화 고분자에서 방출된 이온이 반대쪽으로 이동해 전위차를 만들고 이어서 전도성 고분자에서 일어나는 산화·환원 반응이 이동해 온 이온을 제거해 전기적 척력을 줄이면서 반대 전극으로 이동할 추가적인 이온을 생성한다. 이를 통해 전류가 강하고 오래 유지된다.
연구팀은 알루미늄 그물(메쉬 전극)을 추가했다. 알루미늄이 녹으면서 나오는 이온(Al³⁺)이 보조 전하 운반체 역할을 하고 추가 전력을 만든다.
또 개발한 소자를 8개 직렬로 연결해 외부 전원이나 추가 장치 없이도 9㎽의 전력으로 블루투스 저에너지 무선 센서를 구동하는 데 성공했다.
이 기술은 태양광이나 풍력발전 등과 달리 날씨와 관계없이 공기만 있다면 전기를 생산할 수 있어 스마트팜·웨어러블·사물인터넷 센서 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
전 교수는 “공기 중 수분은 어디에나 존재하는 무한한 자원”이라며 “이번 연구는 친환경 자가발전 기술의 실사용과 상용화에 한 걸음 더 다가선 성과”라고 말했다.
◎공감언론 뉴시스 abc1571@newsis.com [포항=뉴시스]안병철 기자 = 포스텍(포항공과대학교) 화학공학과 전상민 교수, 통합과정 송민재씨 연구팀은 공기 중 습기만으로 전기를 만드는 신기술을 개발했다고 25일 밝혔다.연구팀이 이번에 개발한 ‘연쇄적 이온–레독스 증폭 메커니즘’은 공기 중 수분을 흡수했을 때 발생하는 이온 이동과 산화·환원 반응을 연쇄적으로 이어가며 전류를 더욱 강하고 오래 유지하는 방식이다.이를 구현하기 위해 연구팀은 음전하 고분자인 폴리스티렌술폰산과 양전하 고분자인 폴리다이알릴다이메틸암모늄 클로라이드를 쌓고 카본 전극에 전도성 고분자인 폴리아닐린과 폴리피롤를 결합한 새로운 장치를 제작했다. 음전하 고분자와 양전화 고분자에서 방출된 이온이 반대쪽으로 이동해 전위차를 만들고 이어서 전도성 고분자에서 일어나는 산화·환원 반응이 이동해 온 이온을 제거해 전기적 척력을 줄이면서 반대 전극으로 이동할 추가적인 이온을 생성한다. 이를 통해 전류가 강하고 오래 유지된다.연구팀은 알루미늄 그물(메쉬 전극)을 추가했다. 알루미늄이 녹으면서 나오는 이온(Al³⁺)이 보조 전하 운반체 역할을 하고 추가 전력을 만든다.또 개발한 소자를 8개 직렬로 연결해 외부 전원이나 추가 장치 없이도 9㎽의 전력으로 블루투스 저에너지 무선 센서를 구동하는 데 성공했다. 이 기술은 태양광이나 풍력발전 등과 달리 날씨와 관계없이 공기만 있다면 전기를 생산할 수 있어 스마트팜·웨어러블·사물인터넷 센서 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 전 교수는 “공기 중 수분은 어디에나 존재하는 무한한 자원”이라며 “이번 연구는 친환경 자가발전 기술의 실사용과 상용화에 한 걸음 더 다가선 성과”라고 말했다.
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