January 23,2018

전기뱀장어 모방한 ‘신개념 전지’ 개발

"웨어러블 기기·생체이식용 전지 활용 기대"

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전기뱀장어의 발전 원리를 모방한 전지의 모습. ⓒ Thomas Schroeder, Anirvan Guha

전기뱀장어의 발전 원리를 모방한 전지의 모습. ⓒ Thomas Schroeder, Anirvan Guha

전기뱀장어는 600V(볼트)의 고전압 전기를 생산하는 생물이다.

최근 전기뱀장어의 발전 원리를 모방해 전기를 만드는 전지가 개발됐다.

미국 미시건대, 스위스 프리부르대 등이 참여한 국제연구진은 부드럽고 투명한 신개념 전지를 제작하는 데 성공했다고 14일 밝혔다.

이 전지는 독성을 띠지 않아, 의료용 장치나 웨어러블 기기에 전력을 공급하는 데도 쓰일 수 있을 전망이다.

연구 결과는 이날 국제학술지 ‘네이처’(Nature)에 실렸다.

전기뱀장어의 몸속에는 전기를 만드는 ‘발전기관’이 있다.

발전기관은 막 형태로 이뤄졌는데, 막 사이로 칼륨과 나트륨 이온이 드나들며 전위차를 만들고 이 원리로 전기를 생산한다.

연구진은 이런 막을 인공으로 구현했다.

얇은 플라스틱 시트에 두께가 100㎛(마이크로미터·100만분의 1m)인 하이드로겔을 원형으로 촘촘히 인쇄한 형태다.

하이드로겔은 대부분 수분으로 이뤄진 투명하고 물렁거리는 물질이다.

연구진은 이 하이드로겔 안에 나트륨 이온과 염소 이온을 다른 농도로 넣어, 시트를 포개면 하이드로겔 방울 사이를 이온들이 이동하도록 설계했다.

이렇게 만든 전지의 전압은 110V 정도였다.

전지의 부피를 줄일 수 있게, 시트를 종이처럼 접는 방식을 고안하기도 했다.

이번 연구를 진행한 마이클 마이어 스위스 프리부르대 교수는 “언젠가 의료용 장치나 웨어러블 기기의 전력원으로 쓸 수 있으리라 기대한다”고 밝혔다.

연구진은 앞으로 전지의 발전효율을 높이는 연구를 계속하겠다고 전했다.

국내 전문가인 한국과학기술연구원(KIST)의 정경윤 에너지융합연구단장은 “추가적인 연구 개발이 진행되면, 상용화 가능성이 큰 기술”이라며 “생체삽입형 의료기기의 전원으로 사용할 경우, 전지의 충전 및 교체를 위한 수술 부담을 경감하는 효과가 있을 것으로 본다”고 설명했다.

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