달걀 껍데기로 전기 만든다

포스텍 김진곤 교수

"무심히 버려지는 달걀껍데기로 전기를 만들어낸다"

SF영화에서나 나올 법한 얘기가 현실화됐다. 국내 연구진이 달걀껍데기 단백질과 거미줄 섬유를 이용해 친환경 압전소자를 제작하는 데 성공했다.

포스텍(포항공대) 화학공학과 블록공중합체 자기조립연구단 김진곤 교수·산딥 마이티 박사는 인도 카락푸르공대 카투아 교수 연구팀과 공동으로, 달걀껍데기와 거미줄을 활용해 생체적합성 나노발전소자를 개발했다고 에너지 분야 권위지인 어드밴스 에너지 머터리얼스지 6일 자 표지 논문을 통해 발표했다.

논문은 해당 연구가 압전 및 정전기 발전 소자의 전력 효율을 높였고, 이를 바탕으로 생체 적합성 재료로 인체 모니터링 센서 개발도 성공했다고 밝히고 있다.

공동연구팀은 걷거나 뛸 때 발바닥이 바닥을 누르면 생기는 에너지, 몸의 열, 손으로 가볍게 누르는 힘 등 우리가 모르고 사용하고 있는 에너지를 전기로 바꿔 쓰는 기술인 '에너지 하베스팅(energy harvesting)'에 주목했다.

이 기술이 상용화되면 간단한 소자를 부착해 걸어가면서 혹은 자판을 두드리면서 생기는 에너지로 휴대전화 충전 등과 같은 전자기기의 사용 효율을 획기적으로 높일 수 있다.

하지만 생체의학 디바이스처럼 사람 몸에 직접 붙이거나 생체 내에서 사용될 경우 효율이 높아야 하는 데다 생체에도 적합한 발전 소자가 필요하다. 기존 사용됐던 유기·무기 물질은 고비용에 생분해성도 아니어서 인체 적용이 쉽지 않았다.

이에 연구팀은 일상생활에서 쉽게 구할 수 있고 생분해도 가능한 달걀껍데기와 거미줄에서 단백질과 다당류를 뽑아 압전소자를 제작해냈다. 특히 특성상 수직 방향의 힘뿐만 아니라 당기는 힘으로도 전기생산이 가능한 거미줄 섬유가 가진 특성을 통해 전기생산의 효율을 더욱 높였다.

김진곤 교수는 "이번 연구성과는 풍부하고 다양한 자연 재료를 통해 전기를 생산할 수 있는 발전 소자를 만들어냈다는 데 의미가 있다"며 "인체 모니터링 센서 등 차세대 생체의학 디바이스 개발의 기반이 될 것으로 기대된다"고 말했다.