국내 연구진이 공기방울의 움직임을 이용해 전기에너지를 생산하는 기술을 개발해 세계적인 주목을 받고 있다.

일반적으로 신·재생에너지는 태양에너지와 생물자원 등을 변환시켜 얻어내는데, 바이오에너지·풍력·수력·연료전지·해양에너지·폐기물에너지·지열에너지·수소에너지 등이 이에 속한다.

그런데 이번에 개발한 기술은 끓는 물이나 폭포수, 탄산 음료 등 우리가 일상 생활에서 흔히 볼 수 있는 공기방울을 이용해 특별한 설비도 없이 전기에너지를 얻어내는 데 성공해 비상한 관심을 모으고 있는 것이다.

연구결과는 에너지 분야의 권위지인 나노 에너지(Nano Energy) 1월호 표지 논문으로 게재됐다. 논문명은 ' Ferrohydrodynamic energy harvesting based on air droplet movement'다.

연구팀에 따르면 끓는 물이나 떨어지는 폭포수, 탄산 음료 등 일상 생활에서 흔히 볼 수 있는 공기방울을 자기유체(전기가 흐를 수 있는 액체)에 넣어 전자기장 변화를 줌으로써 친환경 에너지 생산이 가능하다고 밝혔다.

자기유체는 나노(10억분의 1미터)크기의 산화철이 분산돼 있어 외부 자기장에서는 마치 고체 자석처럼 바뀌게 된다.

이러한 자기유체에 공기방울이 지나가면 산화철 입자가 움직이게 되고 이에 따라 자기장도 변하게 되며, 전자기장의 변화는 전자를 유도하게 돼 전기 에너지를 생산하게 되는 것이다.

이러한 자기유체와 공기방울을 이용한 친환경 에너지 생산 효율은 9.26%.

실험 조건은 공기방울은 지름이 4 mm(밀리미터), 자기장의 세기는 1,100 mT(밀리테슬라), 감긴 코일의 수는 2,000번 그리고 유체의 속도는 500 μl/min(분당 마이크로리터)에 전압은 460μV, 전류는 0.3mA였다.

미창부 관계자는 "석탄과 같은 화석연료와 원자력을 대체할 수 있는 무공해 에너지인 태양열(광)·풍력·수력·지열 등은 환경 파괴, 복잡한 장치 및 낮은 효율 등이 문제였지만  이번 기술개발은 자기유체에 공기방울을 주입하는 환경에 영향을 전혀 주지 않고 매우 간단한 방법을 활용해 에너지를 얻을 수 있는 친환경 신재생에너지"라고 설명했다.

이 관계자는 아울러 "이 기술을 이용해 현재 다른 OECD 회원국에 비해 낮은 우리나라의 신재생에너지 보급비율(1.4%)을 향상시킬 수 있을 것으로 기대하며, 더 나아가 앞으로의 에너지 생산 패러다임을 바꿀 수 있는 잠재력을 보여줄 것으로 기대한다"고 말했다.

한편 이번 연구를 주도한 단국대 송영석 교수는 "이번에 개발한 기술은 기존기술과 달리 매우 간단한 장치를 이용해 환경을 파괴하지 않고 높은 효율의 신재생에너지를 생산할 수 있다"며 "기존 신재생에너지 생산방법으 대체와 공기방울 동력학 및 자기유체의 거동에 대한 수치해석 플랫폼으로서의 역할이 기대된다"고 밝혔다.

송 교수는 적극적인 투자만 이루어진다면 5년 이내에 실용화가 가능할 것으로 내다봤다.