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작성일 : 20-11-03 00:11
'땀으로 전기 만드는' 스포츠의류 기반 연료전지 개발
 글쓴이 : 시애틀N
조회 : 2,505  

서강대·숙명여대 공동연구팀
웨어러블 디바이스에 지속적·친환경적 전력공급 기대


몸에서 분비되는 땀으로 지속적으로 전기에너지를 만드는 스포츠 섬유 기반의 바이오 연료전지가 개발됐다.


흡한속건(吸汗速乾 ,땀과 수분을 잘 흡수하고 빠르게 건조) 소재로 된 의류에 접목, 땀으로 구동되는 전자 디바이스 또는 비침습적 혈당 센서 등을 구현하기 위한 실마리가 될 것으로 기대된다.  

한국연구재단은 서강대 기계공학과 박정열 교수, 숙명여대 의류학과 김혜림 교수 공동연구팀이 땀 흡수와 건조가 빠른 스포츠 섬유소재를 기반으로 땀에 함유된 포도당을 전기에너지로 전환하는 방법을 개발했다고 3일 밝혔다.

의료, 엔터테인먼트, 금융 등 여러 분야에서 웨어러블 디바이스에 대한 수요가 늘어나는 가운데 웨어러블 디바이스에 적합한 작고 유연하고 가벼운 에너지 공급원이 필요하다.

특히, 착용성과 유연성 측면에서 뛰어난 섬유를 활용하려는 시도가 있었으나, 전기화학적 성능 향상을 위한 전극소재 연구가 주로 이뤄졌다.

벤드 및 의복 형태로 개발된 웨어러블 바이오 연료전지(서강대 박정열 교수 제공) © 뉴스1

반면 연구팀은 연료전지의 모든 구성요소를 섬유로 전환하고, 직물 내 마이크로 채널의 형상을 모세관 유동과 증발속도를 제어할 수 있도록 설계, 지속적으로 땀이 공급될 수 있도록 했다.

흡한속건 소재의 모세관 유동에 의해 땀이 공급되면 땀에 들어 있는 글루코스가 산화전극의 효소에 의해 산화되어 전자를 만들고, 이 때 함께 생성된 과산화수소가 환원전극의 기능성 나노입자와 반응해 전기를 만드는 원리를 이용했다.  

종이나 일반 면에 비해 흡한속건 소재는 땀 흡수 및 증발 속도가 탁월해 연료(땀) 공급이 훨씬 원활하다. 그 결과 더 오래 상당한 에너지 밀도(16.7μW/cm2)를 유지할 수 있다.  

실제, 이를 팔에 착용하고 빠르게 걸으면서 땀을 흘렸을 때 LCD 전자시계를 구동할 정도의 에너지를 만들어내는 것을 확인했다.  

섬유 기반 연료전지 가운데 가장 높은 수준이라는 게 연구진의 설명이다.

한편, 이번 연구성과는 ‘바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스’ 9월24일자에 게재됐다.

기사제공=뉴스1(시애틀N 제휴사)


 
 

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