에너지하베스팅 ~ 압전소자 : 에너지 만평(11)

에너지하베스팅~압전소자 : 에너지 만평(11)

어제(4.22)는 지구의 날이었죠.  우리나라를 비롯한 전 세계 40여 명의 정상이 지구의 날을 맞이하여 글로벌 기후변화 위기에 대처하기 위한 회의를 화상으로 가졌습니다.  바이든 미국 대통령이 주도해 개최한 기후 정상회의에 주요국 정상이 참석해 개별 국가의 노력은 물론 국제적 차원의 공조와 협력 의지를 다짐한 자리였다고 합니다.

한편,  작년 11월초 KBS가 기후 위기에 관한 우리나라 국민의 생각을 들어보았는데  87%가 심각하다 답했다고 합니다.  기후 위기는 비단 우리나라뿐 아니라 전 세계 차원에서 이미 절체절명의 현실 문제가 되어 있으며,  많은 사람들이 그 위기를 직감하고 있는 것이 분명하다는 것입니다.

이에 인류는 지금 화석연료 사용을 줄이고 환경 친화적이며 지속가능한 에너지원을 확보하기 위한 노력을 전방위적으로 펼치고 있죠.  에너지를 효율적으로 사용하는 한편으로 신재생에너지를 개발·보급하는 것이 대표적인 노력입니다.

그런데 여기에 버려지는 에너지까지 사용할 수 있다면, 에너지를 농작물처럼 수확할 수 기술이 있다면 얼마나 좋을까요!   에너지 효율을 엄청나게 증진시키는 지름길이 될 것입니다.

그런데 에너지 보존 법칙을 바탕으로 버려지는 에너지를 모아 다시 수확해서 사용하는 기술이 있습니다.  바로 에너지 하베스팅(Energy Harvesting)입니다.

그래서 오늘의 에너지만평에서는 여러 가지 하베스팅 기술 중에서 중력 에너지 하베스팅에 대해 간략히 소개하겠습니다.

중력 에너지 하베스팅은 물체의 무게로 힘을 가했을 때 발생하는 중력 에너지를 전력으로 변환하는 것입니다.  주로 도로에 설치된 과속방지턱, 통행료 납부 톨게이트 등 자동차의 압력에서 전력으로 변환하여 이용할 수 있습니다.  보통 압전효과라고도 불리죠.

이 압전패드를 구성하는 압전소자는 다른 소자보다 효율이 높고 작은 기기에 적용하기 쉬워 꾸준히 개발되어 왔습니다. 아래 에너지 만평을 통해 확인해 보시죠.

그림파일을 첨부하다 보니 만평 속의 글씨 잘 안 보인다는 지적이 있어 아래와 같이 텍스트만 따로 적어 놓으니 참고하시기 바랍니다.

누르라!  전기가 생기리니~  

1. 우리 주위에는 에너지가 다른 에너지 형태로 전환되는 여러가지 예를 볼 수 있는데...  

풍력발전기 : 운동→전기  전기난로 :  전기→열  자동차 : 화학 → 운동

2. 이런 에너지전환 중에 아주 특별한 경우가 있으니, 바로 압력을 전기에너지로 바꾸는 것.

3. 압력, 즉 누르는 힘을 이용해 전기에너지를 만드는 방법은 압전소자라는 물질을 사용하면 된다고 하는데...

4. 이는 화석연료와 달리 환경오염물질 배출이 없어 새로운 에너지원으로 관심을 받고 있다고.

5. 예를 들어 인도에 압전소자를 설치할 경우, 걸음의 압력에 의해서 전기에너지를 생산할 수 있고,

6. 자동차 도로에서는 가로등, 신호등과 같은 시설에 사용할 에너지를 모을 수 있다고.

7. 현실적으로 압력을 전기에너지로 바꾸는 효율이 지금보다는 더욱 높아져야 할 것이지만...   

(그러나 최근에 국내 연구진에 의해 개발된 압전소자에 경우 기존의 압전소자 물질보다 최대 36배의 효율)

8. 이러한 에너지전환을 미래를 여는 최첨단 하이테크와 연계해 나간다면 매우 괄목할 발전을 기대해 볼 수도...