인공 '구름'에서 전기 생산하면 미래의 전력난 문제 해결 가능

과학자들은 마술사의 전술을 본떠 공기 중에서 전기를 생산하는 방법을 개발했습니다.

Sản xuất điện từ 'đám mây' nhân tạo sẽ giải bài toán thiếu điện trong tương lai

인공 '구름'에서 전기를 생산하면 미래의 전력 부족 문제를 해결할 수 있습니다.

새로운 연구에서는 어떤 물질이든 공기 중 수분으로부터 안정적인 전기를 생성할 수 있는 방법을 제안했습니다. 필요한 것은 한 쌍의 전극과 직경 100나노미터(사람 머리카락 굵기의 1/1000도 안 되는 크기) 미만의 미세한 기공이 많은 특수 소재뿐입니다.

어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 저널에 따르면, 이 장치의 작동 원리는 물이 작은 구멍을 통해 흐르면서 물 분자에 의해 운반되는 전하가 축적되어 전기를 생성하는 것입니다. 이 과정은 구름이 번개의 형태로 전기 에너지를 방출하여 전기를 생성하는 방식과 본질적으로 동일합니다. 공기 중에 항상 수분이 존재하기 때문에 풍력이나 태양광과 같은 다른 형태의 재생 에너지 생산과는 달리, 이 장치는 낮이든 밤이든, 어떤 기상 조건에서도 작동할 수 있습니다.

최근 발견은 공기가 전하로 가득 차 있다는 사실에 기반합니다. 구름은 전하를 축적합니다. 하지만 매사추세츠 대학교 애머스트 캠퍼스의 전기공학자이자 이번 연구의 수석 저자인 준 야오에 따르면, 구름에서 전기를 얻는 것은 어렵습니다.

대신, 야오와 그의 동료들은 이를 복제할 수 있다는 것을 발견했습니다. 연구진은 이전에 박테리아에서 추출한 단백질을 사용하여 공기 중 수분으로부터 전기를 생성하는 장치를 개발했습니다. 하지만 나중에 그들은 충분히 작은 기공을 가진 다른 많은 물질들도 유사한 특성을 가질 수 있다는 것을 깨달았습니다. 새로운 연구에 따르면, 연구 저자들은 공기에서 전기를 끌어올릴 수 있다는 의미에서 "에어젠(Air-gen)"이라고 명명한 이러한 유형의 에너지 수확 장치는 "다양한 무기, 유기 및 생물학적 물질"로 제작될 수 있다고 합니다.

Thiết bị Air-gen chỉ yêu cầu một cặp điện cực và vật liệu được thiết kế với các lỗ nhỏ.

에어젠 장치에는 전극 한 쌍과 작은 기공을 갖도록 설계된 소재만 필요합니다.

물 분자는 서로 "충돌"하기 전에 공기 중 약 100나노미터를 이동할 수 있습니다. 물이 정밀한 크기의 구멍이 있는 얇은 물질을 통과할 때, 물질 표면에 전하가 축적되는 경향이 있습니다. 바닥층에 도달하는 분자 수가 줄어들기 때문에 구름에서 발생하는 것과 유사한 전하 불균형이 발생합니다. 이는 머리카락을 컬링하는 것 이상의 용도로 활용될 수 있는 습도 배터리와 같은 원리입니다. 물질 양쪽에 있는 전극은 전력이 필요한 곳으로 전하를 전달합니다.

그리고 이러한 소재는 매우 얇기 때문에 쌓아서 수 킬로와트의 에너지를 생산할 수도 있습니다.

야오는 미래에 웨어러블 기기에 전력을 공급할 수 있는 소형 에어젠 장치부터 온 가정에 전력을 공급할 수 있는 장치까지 모든 것을 상상합니다.

하지만 야오에 따르면, 그 어떤 일도 일어나기 전에 그의 팀은 더 넓은 표면적에 전기를 모으는 방법과 추가 공간을 차지하지 않고 장치의 전력을 높이기 위해 패널을 수직으로 쌓는 최상의 방법을 알아내야 한다고 합니다.

하지만 그는 이 기술의 미래 잠재력에 대해 기대감을 감추지 않습니다. 야오 씨는 "저의 꿈은 언젠가 에어젠 기술을 통해 언제 어디서나 깨끗한 전기를 사용할 수 있게 되는 것입니다." 라고 말했습니다.

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