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제목 [현장속으로] Shadow Energy? 그림자로부터 발전을 하는, 사상 최초인 Device 등장 등록일 20-06-11
글쓴이 앞선넷 조회 84

image by Royal Society of Chemistry.png

어딘지 모르게 중2병적(中二病的)인 울림이 있는 Shadow Energy는 존재한다. 그것을 추출하는 데 성공한 것이, 세계에서 처음으로 개발된 그림자 효과 발전기(SEG/Shadow-Effect Energy Generator).

이 획기적인 디바이스(device)라면, 실내에서 재생가능한 에너지를 만들어 내는 Shadow Energy 사회가 실현할 지도 모른다.

Shadow Energy라고 해도, 우주 전체에 침투하고 있다고 여겨지는 가설 상의 Dark Energy와는 다르다. 정진정명(正真正銘)의 불가사의한 에너지가 아니라, 그림자와 빛의 contrast(명암의 차)를 이용하여 발전되는 전기다.

빛과 그림자의 콘트라스트를 이용해서 발전

빛이 있는 곳에는 그림자가 있다. 이것이 세상의 곳곳을 뒤덮고 있는데도 불구하고, 에너지원으로서 사용되는 일은 없다. 그렇기는커녕 오히려 기존의 빛을 이용하여 발전을 하는 태양광발전에서 본다면, 발전을 방해하는 애물단지일 뿐이다.

그런데 싱가포르 국립대학의 陳瑞深(Tan Swee Ching)씨가 개발한 SEG, 그 그림자로부터 발전을 한다.

SEG는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)에 나란히 놓인 얇은 금 필름과, 유연한 플라스틱제 기판으로 구성되어 있다. 표면이 완전히 그림자로 덮어 있는 상태, 혹은 완전히 빛으로 비춰진 상태에서는, 제로나 아주 극소량의 전기밖에 발전하지 않는다.

그러나 표면에 빛과 그림자의 명암의 차이가 있으면, 여기에 전압의 차이가 생기고, 전류가 생긴다. 예를 들면 흐르는 구름이나 흔들리는 나뭇가지, 혹은 단순히 태양의 움직임 등에 의해 그림자가 움직여 주면, 1.2볼트정도의 발전을 할 수 있다.

같은 조건이라면 기존의 태양 전지보다 2배나 효율적이며, 앞으로 더욱 성능을 업 시키는 것도 가능할 것으로 예상하고 있다.

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모바일 기기에서의 이용과 센서로서 응용 가능

SEG의 발전량은 지금으로서는 소량 이지만, 디지털시계 등이라면 충분히 가동시킬 정도의 발전을 할 수 있다. 모바일 기기나 웨어러블 디바이스(wearable device), 혹은 가정용 스마트 디바이스 등에 응용도 고려할 수 있다고 한다.

SEG를 센서로서 이용할 수도 있다. 표면을 통과하는 그림자를 감지하여, 물체의 움직임을 검출하는 것이다. 이 성질을 이용하면, 자가발전식 센서로서도 응용할 수 있다고 한다.

Shadow Energy가 세상을 밝게

현재, 연구팀은, 금 필름을 다른 소재로 바꾸어 보는 등, SEG 제조비용을 낮추고 있는 중이다.

Shadow Energy가 사회를 일변시킬 수 있을지, 어쩔지는 모른다. 그러나 이러한 재생가능에너지의 선택폭이 늘어나면, 화석 연료에 대한 의존도는 내려갈 것이다. Shadow Energy가 세상을 조금씩 밝게 할 것이다.

이 연구는 Energy & Environmental Science(415일자)에 게재되었다.

『Energy harvesting from shadow-effect - Energy & Environmental Science (RSC Publishing)
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/EE/D0EE00825G#!divAbstract 』

References:Using the ‘shadow-effect’ to generate electricity | NUS Research News  ⇒ 원문 바로가기

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