금주 미국 댈러스에 위치한 University of Texas과 한국의 Hanyang University 로 구성된 연구팀이 LED 조명을 위한 충분한 전력생산이 가능한 첨단 기술의 나노튜브 원사 개발에 성공한 것으로 나타나 관련 내용을 살펴보고자 한다.

연구팀이 개발한 나노튜브형 원사는 자체 전력생산이 가능하며, 추가적인 연구가 이루어질 경우 잠재적으로 배터리를 대체할 가능성이 있는 것으로 나타났다.
[출처: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-08/uota-nbr081717.php]

이번에 개발된 소재는 트위스트론 원사라 불리우고 있으며, 늘어나거나 당겨질 경우 전력을 생산하는 것으로 나타났다. 또한 사람의 머리카락보다 1만배 작은 탄소형 나노튜브를 기반으로 만들어졌으며, 흡사 고무 튜브형 밴드처럼 보이게하기 위해 충분히 꼬여진 형태로 제작되어있다고 한다. 또한 전력생산을 위해 전도성 물질이나 전해질로 충전되어있거나 혹은 코팅이 되어야 하는데, 여기에 필요한 화학성분이 복잡하거나 취득하는데 어려울 필요는 없으며, 소금이나 물처럼 단순한 물질로 대체할 수 있다고 밝혔다.

연구의 공동저자인 NanoTech Institute社의 Na Li박사는 근본적으로 위와 같은 원사는 슈퍼커패시터라 볼 수 있으며, 탄소 나노튜브 원사를 전해질 속에 포함시키면 전해질 자체로 원사에 전력을 충전하게 되어 외부 배터리나 전력이 필요치 않게 된다고 밝혔다.

실험결과 트위스트론 원사를 초당 30번 잡아당길 경우, 킬로그램당 약 250 와트급의 전력을 생산할 수 있는 것으로 나타났는데, 실질적인 전력생산량은 원사의 사용량에 따라 달라질 수 있다고 한다. 이는 기존 문헌에서 보고된 기타 전력생산용 섬유와 비교했을 때 중량 당 100배 이상의 높은 전력을 생산할 수 있는 수치라고 한다.

상기 신소재 개발로 인해 나노튜브 원사가 해수면의 파도로부터 에너지를 생산하고, 작은 LED 조명시스템에 전원을 공급하거나 의류에 수를 놓을 때 자가충전식 호흡용 모니터로 동작하는 등 다양한 형태의 사물인터넷 기기에 접목이 가능할 것으로 예상되고 있으며, 해당 원사의 도입으로 인해 기기의 전력 누수와 비효율성을 제고할 수 있는 방안이 마련될 수 있을 것으로 기대되고 있다.