버려지는 에너지를 재활용하자! 에너지 수확기술

 

우리는 생활하면서 많은 양의 에너지를 사용하고 있습니다. 그런데 한번 사용한 에너지를 다시 쓸 수 있다면 어떨까요? 최근 에너지 재활용 기술들이 활발하게 연구되고 있는데요. 이번 포스팅에서는 아직은 생소하지만 알아둘 가치가 충분한 ‘에너지 수확기술’에 대해 소개해드리겠습니다.

 

에너지 수확기술이란, 우리가 무심코 흘려보내는 운동에너지와 빛에너지 등의 에너지들을 다양한 장치를 이용해 더욱 유용한 에너지로 변환 및 저장하는 기술을 말합니다.

 

 

에너지 수확기술을 알아보기 전에 ‘압전효과’에 대해 먼저 알아보겠습니다. 압전효과란 압전체를 매개로 하여 기계적 에너지와 전기적 에너지가 상호 변환하는 것을 말하는데요. 납이나 세라믹과 같은 압전체에 압력이나 진동을 가하면 전기가 생성되고 반대로 전기적 에너지를 주면 기계적 변화가 발생하게 됩니다.

 

실생활에서 살펴볼 수 있는 대표적인 예로는 가스레인지와 라이터를 들 수 있습니다. 손잡이를 돌리거나 누를 때 발생하는 압력이 압전체를 거치면서 전기적 에너지로 변환되는데요. 이때 발생하는 전기 스파크가 가스와 만나면서 점화되는 것이 가스레인지와 라이터의 원리입니다.

 

▲ 출처: 사운드 파워(링크)

 

현재 가장 널리 연구개발 중인 에너지 수확기술은 압전효과를 이용해 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 것이라고 하는데요. 일례로 사람의 무게가 에너지 수확기술을 이용한 에너지 변환장치에 압력을 가하면 그것을 전기로 변환해 수확하는 것을 들 수 있습니다. 실제로 일본 도쿄에서는 지하철역 개찰구 바닥에 에너지 변환장치를 설치해두고 운용 중이라고 하는데요. 개찰구 작동에 필요한 에너지 일부를 변환장치를 이용해 만들고 있다고 합니다.

 

 

그와 비슷한 예로 미국 MIT는 군중발전소(Crowd Farm)라는 에너지 수확기술을 발표했습니다. 전철역과 백화점과 같이 인파가 많은 곳의 바닥에 에너지 전환장치를 설치하고 그 위로 가해지는 충격을 이용해 전기를 생산하는 것인데요. 매일 많은 사람이 지나가는 장소에 이런 장비를 설치해 놓으면 무심코 흘러가는 에너지를 붙잡을 수 있겠죠?

 

▲ 출처 : 미시간 대학신문(링크)

 

미국 미시간 대학교에서는 무릎 장착형 에너지 수확장치를 개발하는 데 성공했습니다. 이 장치를 무릎에 부착하고 1시간 동안 걸으면 30분 동안 사용할 수 있는 전기에너지를 생산한다고 하는데요. 이렇게 만든 전기에너지는 휴대폰, GPS 수신기, 전동 의수 등을 작동하는 데 사용할 수 있다고 합니다. 그뿐만 아니라 무릎을 보호하는 효과까지 있다고 하니 정말 유용할 것 같죠?

 

▲ 출처 : 위키피디아(링크)

 

에너지 수확기술의 또 다른 예시는 리모컨인데요. 위 사진은 언뜻 보기엔 평범한 리모컨처럼 보이지만 실은 건전지가 필요 없는 리모컨이랍니다. 리모컨 안에 심은 압전체를 이용해 버튼을 누를 때의 압력을 전기에너지로 변환한다고 합니다.

 

 

이 밖에도 스위스의 한 시계회사에서는 사람이 걸을 때 앞뒤로 팔을 흔드는 행동에서 아이디어를 얻어 배터리가 필요 없는 시계를 개발했다고 합니다. 손목시계 안에 미세 발전기를 설치해 소모되는 에너지를 재활용한 예입니다.

 

또한 독일의 한 회사에서는 자동차 전자 기판에서 나오는 열을 이용해 센서의 작동에 필요한 전기를 얻어내는 기기를 개발했습니다. 지금까지 소개해드린 예 외에도 에너지 순환기술을 사용한 예는 많이 찾아볼 수 있습니다.

 

 

우리 주위에는 여전히 많은 에너지가 버려지고 있습니다. 에너지 수확기술은 이렇게 흘러가는 에너지를 실생활에 사용할 수 있는 에너지로 돌려놓는 유용한 기술이라고 할 수 있습니다. 여러 가지 에너지 문제에 직면한 우리 사회에 에너지 수확기술은 에너지 절약 방법의 한 가지로 많은 기능을 하게 되리라 기대됩니다.

 

그런 만큼 우리나라에서도 에너지 수확기술이 활발하게 연구되고 있는데요. 아직 외국의 사례와 비교하면 부족하지만 곧 훌륭한 성과가 있으리라 생각합니다. 현재보다 미래가 더 기대되는 에너지 수확기술 앞으로도 유스로거와 함께 많은 관심을 가지고 지켜보면 어떨까요?