과학자들은 작은 구슬로 에너지를 생성하는 스마트한 방법을 발견했다

브뤼셀 자유대학교 화학공학과, 리가 기술대학교, 멜버른 왕립기술원, 트벤테대학교 MESA+ 연구소의 국제 연구진은 작은 플라스틱 구슬을 사용하여 전기를 생성하는 새로운 방법을 발견했습니다. 이 구슬을 서로 가까이 놓고 접촉시키면 평소보다 더 많은 전기가 생성됩니다. 이 과정은 마찰전기라고 하며, 머리카락에 풍선을 문지르면 생성되는 정전기와 비슷합니다.

마찰전기 나노발전기(TENG)는 서로 다른 재료 간의 마찰을 통해 전기를 생성합니다.

일반적으로 이는 두 개의 서로 다른 재료가 서로 반대 방향으로 움직일 때 발생합니다.

연구 결과에 따르면, 작은 구슬이 빽빽하게 모여 있는 표면이 같은 구슬이 들어 있는 다른 표면과 접촉하면, 일부 구슬은 양전하를 띠고 다른 구슬은 음전하를 띤다는 것이 밝혀졌습니다.

이러한 전하가 더 효율적으로 전달될수록 더 많은 전기가 생산됩니다.

다양한 유형의 구슬을 사용한 실험 결과, 크기와 소재가 중요한 역할을 한다는 사실이 드러났습니다.

구슬이 클수록 음전하를 띠는 경향이 있고, 구슬이 작을수록 양전하를 띠는 경향이 있습니다.

가장 중요한 효과는 멜라민-포름알데히드(MF) 비드에서 나타납니다.

이 소재는 탄성이 낮아서 덜 유연하고 전하를 유지하고 전달하는 데 더 좋습니다.

또한, 비즈를 사용하면 성능 향상을 위해 일반적으로 TENG에서 사용되는 값비싼 기술보다 비용 효율적인 대안이 됩니다.

또한, 입자의 건식 제조는 용매가 필요 없기 때문에 공정이 더욱 지속 가능해집니다.

마찰전기의 발전으로 배터리나 전원 콘센트 없이도 새로운 에너지 수확 응용 분야가 가능해질 수도 있습니다.

움직임으로부터 에너지를 생성하는 스마트 의류나 충전 없이도 스스로 전원을 공급하는 소형 기기 등이 점점 더 현실적인 가능성이 되고 있습니다.

착용형 기술과 지속 가능한 에너지 솔루션은 이 원리로부터 이익을 얻을 수 있습니다.

VUB의 Ignaas Jimidar 박사이자 연구의 주 저자는 다음과 같이 설명합니다. "저희 연구에 따르면 재료 선택의 작은 변화만으로도 에너지 생성 효율이 크게 향상될 수 있습니다. 이를 통해 기존 에너지원에 의존하지 않고도 일상 생활에서 마찰 전기 나노발전기를 사용할 수 있는 새로운 가능성이 열립니다."

유망한 결과에도 불구하고, 이 기술을 실제 제품에 통합하기 위해서는 추가 단계가 필요합니다. 효율성과 신뢰성의 개선은 대규모 응용 프로그램을 가능하게 하는 데 중요할 것입니다. 재료와 구조에 대한 연구는 계속해서 에너지 생성 및 사용에 대한 새로운 기회를 보여줍니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250311122534.htm