전기를 생산하려면 일반적으로 태양열이나 바람(풍력), 원자력, 화석연료가 필요하지만 그림자로만으로도 발전이 가능한 장치가 처음 개발됐다.
싱가포르국립대학교 연구팀은 9일 세계 최초로 개발한 그림자효과 발전기(Shadow-Effect Energy Generator, SEG)를 공식 홈페이지를 통해 소개했다.
발전에 전혀 쓸모없다고 여겨지던 그림자가 에너지원으로 변모한 건 빛의 양면이 그림자라는 연구팀의 아이디어 덕분이다. 즉 이 발전기는 빛이 그림자로, 다시 그림자가 빛으로 변화하는 움직임을 이용해 에너지를 만들어낸다.
연구팀 관계자는 “빛이 있는 곳에는 그림자가 있다. 그림자는 온 세상을 덮고 있음에도 에너지원으로 사용되지 못해왔다. 오히려 종래의 빛을 이용해 발전하는 태양광 측면에서 보면, 그림자는 발전을 방해하는 골칫거리였다”고 언급했다.
연구팀은 빛과 어둠의 전환에서 에너지를 얻기 위해 실리콘 웨이퍼에 얇은 금박을 얹은 유연한 플라스틱 기판을 구상했다.
이 기판을 탑재한 발전기는 표면이 완전히 그림자로 덮인 상태 또는 완전히 빛에 노출된 상태에서는 발전량이 0이거나 극소량이다. 다만 표면에 빛과 그림자가 반복되면서 콘트라스트가 발생하면 전압의 차이가 생겨 전기가 생산된다. 흔들리는 나뭇가지나 태양을 가린 구름의 움직임 등에 의해 그림자가 움직이는 것만으로 1.2V(볼트)가량 발전이 가능하다.
연구팀에 따르면 같은 조건에서라면 SEG가 기존 태양전지보다 2배 효율적이다. 물론 현재 SEG의 발전량은 스마트워치 정도를 가동시키는 수준이나, 향후 발전성능 향상이 기대된다.
적용분야는 주로 모바일 기기나 웨어러블기기, 가정용 스마트기기다. SEG를 센서로 이용할 수도 있는데, 표면을 통과하는 그림자를 감지해 물체의 움직임을 검출하는 식이다. 연구팀은 금박을 다른 소재로 대체해 SEG 제조단가를 낮출 방침이다.
이윤서 기자 lys@sputnik.kr
