빗물 떨어뜨려 LED 12개 켠다…미래 도시형 청정에너지 가능성 제시
“앞으로는 비 오는 날이 전기 충전의 날이 될지도 모릅니다.”
싱가포르 국립대학교(NUS) 연구팀이 비처럼 떨어지는 물방울로 전기를 생산하는 데 성공했다. 이들은 실험을 통해 작은 물방울들이 수직 튜브 안을 지나며 전기를 생성할 수 있다는 것을 입증했고, 이 에너지로 LED 전구 12개를 밝히는 데 성공했다. 관련 연구는 미국화학회(ACS)의 저널 Central Science에 최근 발표됐다.
비 오는 날 전기 충전?…“도시형 에너지로 가능성 충분”
이번 연구의 가장 주목할 만한 점은 낙하한 물 에너지의 10% 이상을 전기로 전환하는 데 성공했다는 것이다. 이는 기존의 유사 연구보다 월등히 높은 효율이다.
또한 일반적인 수력발전은 강이나 댐 같은 대규모 물 공급이 가능한 장소에 한정되지만, 이번 기술은 빗방울이나 소량의 물만으로도 가능하다는 점에서 도심 속 ‘마이크로 발전’ 가능성을 보여준다.
실제로 연구진은 향후 건물 옥상이나 베란다 등에 설치 가능한 ‘비 전기 발전기’ 형태로 발전시킬 수 있다고 보고 있다.
연구를 이끈 시올링 소(Siowling Soh) 교수는 “플러그 흐름을 활용한 이 방식은 설치가 간단하고 유지보수도 쉬워, 도시 환경에서도 실현 가능성이 크다”며 “향후 기후 변화와 에너지 위기를 대비한 새로운 청정에너지로 자리 잡을 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구의 핵심은 ‘정전기’ 원리에 있다. 우리가 풍선을 피부에 문질렀을 때 생기는 정전기처럼, 물이 특정 물질 표면을 지나면서 전하(전기)를 띠게 되는 현상을 이용한 것이다.
특히 이번 연구에서는 ‘플러그 흐름(plug flow)’*이라는 특별한 형태의 물 흐름을 통해 높은 효율로 전하를 분리하는 데 성공했다.
이는 짧은 물기둥 사이에 공기층이 끼어 있는 형태로, 빗방울이 튜브 입구에 정면으로 충돌할 때 만들어진다.
이 흐름을 유도하기 위해 연구진은 탑 구조물의 아래에 금속 바늘을 설치해 빗방울처럼 물을 떨어뜨렸고, 그 물이 튜브 내부를 타고 내려가면서 전하를 분리시켰다. 튜브 위와 아래에 설치한 전선은 이렇게 생성된 전기를 수확해 냈다.
에코저널리스트 쿠 ecopresso23@gmail.com
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