"이것은 마법?"…호두껍질과 물 한 방울로 전기 만들었다

캐나다 연구진, WEG로 불리는 소형 발전기 개발

과학자들이 지속 가능한 에너지를 찾기 위해 고군분투 중인 가운데 캐나다 연구진이 호두 껍질과 물방울을 사용해 전기를 만들 수 있는 장치를 개발했다고 과학전문매체 인터레스팅엔지니어링이 최근 보도했다.

캐나다 워털루 대학 연구진은 버려진 호두껍질과 물을 사용해 전기를 만드는 소형 발전기를 개발했다. 해당 연구 논문은 국제학술지 ‘에너지 앤 인바이러먼털 머터리얼즈(Energy & Environmental Materials)’에 실렸다.

캐나다 워털루 대학 연구진이 호두 껍질과 물방울로 전기를 생산하는 동전 크기의 장치를 개발했다. (이미지 출처=픽사베이)

‘물 유도 발전기(water-induced electric generator, WEG)’로 불리는 동전 크기의 이 장치는 계산기와 같은 소형 전자 기기를 작동시킬 만큼의 충분한 전력을 생산할 수 있다. 아직 규모는 작지만 해당 기술은 배터리나 유선 전기 사용이 불가능한 지역에서 전자 장치에 전력을 공급하는 새로운 방법이 될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

물이 표면에서 증발하면 전하를 띤 이온이 함께 이동하게 되는데, 이때 호두 껍질의 다공성 구조를 따라 이온이 움직이면서 전기적 불균형을 일으키고 이 과정에서 전기가 생성되는 원리를 이용해 해당 기술이 개발됐다.

출처=워털루 대학

워털루 대학 기계·메카트로닉스공학 박사 과정인 나즈물 호세인은 "모든 과정은 물 한 방울과 호두 껍질의 자연적 구조만으로 이뤄진다. 분쇄 등 복잡한 가공 과정이 필요하지 않다"며, "자연의 힘을 이용해 폐기물을 청정 에너지로 전환하는 간단하면서도 강력한 사례"라고 설명했다. 

호세인은 처음 헤이즐넛을 먹고 껍질을 전자 현미경으로 관찰한 후 이 기술을 착안했다. 그는 호두껍질의 복잡한 패턴은 호두에 물과 영양소를 이동시키는 자연스러운 시스템의 일부이며, 에너지를 수확하기에 완벽하게 적합하다고 생각했다고 설명했다.

연구진은 4가지 종류의 견과류 껍질을 테스트한 후 호두가 에너지 생산에 가장 효과적인 것을 밝혀냈다. WEG는 가공된 호두 껍질, 물방울, 전극과 전선, 3D 프린터로 만든 케이스로 구성되어 있다. 이 장치 4개를 연결하면 LCD 계산기를 실행할 수 있을 만큼의 충분한 전력이 생산됐다.

호세인은 "이 기술은 특히 외딴 지역이나 전력망이 없는 지역에서 소형 전자 기기에 전력을 공급하는 데 획기적인 변화를 가져올 수 있다"며, "숲을 모니터링하는 환경 센서, 사물인터넷(IoT) 및 웨어러블 건강 기기, 재난 구호 장비 등이 모두 공기 중 작은 물방울로 작동한다고 상상해 보라"고 밝혔다.

연구진은 향후 이 기술을 착용 가능한 형태로 만드는 연구를 진행할 예정이다. 또, 운동 중 땀이나 실외 빗방울에서 에너지를 얻을 수 있는 디자인도 실험 중이다.