[대학저널 유제민 기자]

최근 전북대학교(총장 이남호) 연구진이 기존보다 10배 이상 많은 전기를 생산할 수 있는 새로운 형태의 나노제너레이터를 개발해 세계 학계의 이목을 집중시키고 있다.

전북대 물리학과 한진규 박사와 부상돈 교수 연구팀은 티탄산지르콘산연(PZT) 나노입자의 전왜효과*(電歪效果·flexoelectricity)를 이용해 나노제너레이터 특성을 향상시킬 수 있는 연구 결과를 내놓았다.

※전왜효과 : 반도체 소자 내에 있는 고체 시료의 결정이 찌그러진 상태로 인해 결정 내부에 자발적으로 전기장이 형성되는 효과.

걸을 때 발생하는 압력에 의해 전기가 생산되는 신발, 마찰에 의해 전기가 생산되는 옷 등이 나노제너레이터의 개발을 통해 실제 생활에 접목될 수 있도록 연구되는 분야다. 이러한 과정을 통해 발생되는 전기량은 극소량이기 때문에 실제 상용화 단계에 진입하기 위해선 높은 발전 성능을 가진 나노제너레이터를 구현하는 것이 가장 큰 문제였다.

연구진은 카본나노튜브(CNT) 표면에 직접 성장된 티탄산지르콘산연(PZT) 나노 입자 복합체를 용액공정으로 제조했다. 그리고 이를 이용해 두 물질이 단순히 혼합돼 있는 복합체에 비해 약 10배 정도 성능이 향상된 나노제너레이터 소자를 개발하는 데 성공했다.

부상돈 교수는 "이번 결과는 차세대 에너지원으로써의 나노제너레이터 상용화 가능성을 한층 더 높여주는 중요한 연구결과"라며 "추후 진전된 연구를 통해 전기 발생이 가능한 웨어러블 등 다양한 분야에 활용할 수 있게 돼 화석 연료 고갈에 따른 에너지원 부족 문제 등을 해결할 수 있을 것으로 기대된다"라고 평가했다.

이 연구 결과는 네이처의 자매지 중 하나인 '사이언티픽 레포트 (Scientific Reports)' 최신호 온라인판에 게재됐다.

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