나방의 눈 구조 모방

나방 눈의 빛 반사 구조를 모사한 무반사 자기세정 유리 표면

국내 연구팀이 날씨에 구애받지 않고 높은 효율로 태양광 에너지를 얻을 수 있는 장치를 개발했다.
　

포스텍은 19일 기계공학과 김동성 교수·박사과정 유동현씨 팀, 한국기계연구원 나노자연모사연구실 임현의 실장·박승철 박사, 경희대 최동휘 교수 연구팀이 공동으로 태양광 패널 표면에 무반사 자기세정 유리를 적용해 마찰전기를 일으키는 기술을 개발했다고 밝혔다.
　

태양광 에너지 효율은 비가 오거나 흐린 날씨에서는 크게 저하된다. 연구팀은 이를 보완하기 위해 나노구조의 표면을 적용한 마찰전기 수확 장치를 만들었다. 그동안 빗방울의 마찰을 이용한 마찰전기 수확 아이디어가 제안됐지만, 태양전지와 마찰전기 수확장치가 결합된 시스템 내부에서 전력 전달을 고려한 회로 제안은 이번 처음이다.
　

김동성 교수

박사과정 유동현씨

연구팀은 이 장치를 만들기 위해서 빛을 잘 흡수하는 나방의 눈 구조에 주목했다. 나노 크기의 작은 돌기가 균일하게 덮인 나방 눈 구조를 흉내 낸 유리로 태양 전지 표면을 덮자, 태양광이 반사되지 않고 효과적으로 빛을 모을 수 있었다. 비가 내릴 때는 빗방울이 나노 돌기 위로 흘러 표면에 압력을 가해 안정적으로 마찰전기를 얻을 수 있었다.
　

연구팀은 불규칙적으로 발생하는 마찰전기 수확장치의 전기에너지를 안정화한 뒤 전력전달 시점을 조절하는 스위치 기반 회를 적용해 에너지 생산 효율을 높였다. 이 기술을 적용하면 태양전지 패널의 빛 반사를 줄여 효율을 높여줌에 따라 햇빛 양이 부족해 태양광 패널을 쓰기 어렵거나 비자 자주 오는 지역에서도 에너지를 만들 수 있다고 연구팀은 설명했다. 또한 자기세정 효과로 인해 관리가 쉽고 유지보수 비용도 줄일 수 있다고 덧붙였다.
　

연구팀 관계자는 "대학과 연구소 실험실에서 보유한 마찰수확 기술과 나방 눈 모사 반사방지 기술이 융합돼 얻어진 기술이라는 점에서 의미가 크다"고 말했다.
　연구성과는 세계적 권위지인 '나노 에너지(Nano Energy)' 3월호에 실렸다.
　포항=김기태기자 ktk@yeongnam.com

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