“햇빛 없이 비 오는 날에도 OK” – POSTECH, 전천후 에너지 소자 ‘만능 유리창’ 개발

2024년 8월 19일, POSTECH(포항공과대학교) 연구팀이 기상 조건과 관계없이 안정적으로 에너지를 생산할 수 있는 ‘만능 유리창’을 개발했다고 발표했습니다. 이 획기적인 기술은 청정 에너지의 새로운 가능성을 제시하며, 에너지 생산의 패러다임을 변화시키는 중요한 이정표로 평가됩니다. 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재되었으며, 에너지 소자의 혁신적 발전을 상징하는 사례로 주목받고 있습니다.

 

이번에 개발된 만능 유리창은 ‘마찰 대전 나노 발전’과 ‘복사 냉각 기술’을 결합하여 다양한 기후 조건에서 효율적으로 에너지를 생산할 수 있습니다. 이 기술은 특히 기후와 지리적 조건의 제약을 극복하며, 청정 에너지의 새로운 가능성을 열어주고 있습니다. 앞으로 이 기술이 산업 전반에 걸쳐 어떻게 활용될지 기대가 모아집니다.

빗방울 마찰 대전 나노 발전 및 복사 냉각 통합 장치.[POSTECH 제공]

 

1. ‘만능 유리창’의 기술적 혁신

POSTECH의 노준석 교수팀은 전천후 에너지 소자를 개발하여, 날씨와 관계없이 에너지를 생성하고 실내 온도를 조절할 수 있는 혁신적인 장치를 구현했습니다. 이 장치는 ‘마찰 대전 나노 발전’과 ‘복사 냉각 기술’을 결합한 것으로, 다음과 같은 특징을 지니고 있습니다:

• 마찰 대전 나노 발전: 이 기술은 두 물질이 접촉 후 분리될 때 전하를 띠는 현상을 이용합니다. 연구팀은 빗방울과 유리창 사이의 액체-고체 마찰 대전 원리를 활용하여 우천 시 에너지를 수확할 수 있도록 설계했습니다. 이는 기상 조건에 영향을 받지 않고 에너지를 생산할 수 있는 중요한 기술입니다.
• 복사 냉각 기술: 자외선과 적외선 영역의 빛은 반사하거나 흡수하고, 가시광 영역의 빛은 투과하도록 설계된 이 장치는, 맑은 날에는 물체가 자체적으로 열을 반사하거나 대기 중으로 방출하여 실내 온도를 낮추는 역할을 합니다. 이로 인해 에너지 소비를 줄이고, 실내 온도를 효과적으로 제어할 수 있습니다.

2. 에너지 생산과 실내 냉각의 성과

연구팀이 개발한 만능 소자는 단일 액적(물방울) 1제곱미터당 248.28W의 에너지를 수확하는 데 성공했으며, 에너지 변환 효율은 2.5%로 기록되었습니다. 이 장치는 일반적인 유리처럼 투명하지만, 기후에 따라 에너지 생성과 실내 냉각이 모두 가능한 특성을 지니고 있습니다. 실제로, 기존 유리와 비교할 때 실내 온도를 최대 24.1℃까지 낮출 수 있는 효과를 보여주었습니다.

 

이 기술은 다양한 기후 조건에서 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 가능성을 열어주며, 향후 건축물과 산업 분야에서 널리 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 특히, 기존 청정 에너지 기술의 한계를 극복할 수 있는 중요한 발전을 이루었으며, 지속 가능한 에너지 솔루션으로 자리매김할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.

 

3. 기술의 응용과 미래 전망

노준석 교수는 이번 기술이 기후와 지리적 조건의 제약을 극복하고 청정 에너지의 생산성을 높일 수 있는 대안을 제시했다고 밝혔습니다. 이 장치는 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있으며, 지속 가능한 에너지 솔루션으로서 많은 관심을 받을 것으로 보입니다.

만능 유리창 기술은 앞으로 건축물의 에너지 효율성을 크게 향상시킬 수 있으며, 기후 변화와 에너지 문제에 대한 해결책을 제공할 것입니다. 연구팀은 이 기술이 다양한 환경에서 실제로 적용될 수 있도록 추가 연구와 개발을 계속할 계획입니다.

 

POSTECH 연구팀이 개발한 전천후 에너지 소자, ‘만능 유리창’은 기후에 구애받지 않고 안정적으로 에너지를 생산할 수 있는 혁신적인 기술입니다. 이 기술은 ‘마찰 대전 나노 발전’과 ‘복사 냉각 기술’을 결합하여 다양한 기후 조건에서도 효율적인 에너지 생산과 실내 냉각을 가능하게 합니다. 앞으로 이 기술이 산업 전반에 걸쳐 널리 활용되어, 청정 에너지 기술의 새로운 장을 여는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

당신을 위한 3줄 요약

1. POSTECH 연구팀이 개발한 ‘만능 유리창’은 기상 조건에 상관없이 에너지를 생산하고 실내 온도를 조절할 수 있는 혁신적인 기술입니다.
2. 이 기술은 ‘마찰 대전 나노 발전’과 ‘복사 냉각 기술’을 결합하여, 우천 시에도 에너지를 수확할 수 있으며, 실내 온도를 최대 24.1℃까지 낮출 수 있습니다.
3. 향후 다양한 산업 분야에서 이 기술이 활용될 것으로 기대되며, 청정 에너지 솔루션의 새로운 가능성을 제시합니다.

3 line summary for you

1. POSTECH has developed an innovative ‘all-weather window’ that can generate energy and control indoor temperatures regardless of weather conditions.
2. The technology combines ‘triboelectric nanogenerators’ and ‘radiative cooling’ to harvest energy even in rainy weather and lower indoor temperatures by up to 24.1℃.
3. This breakthrough is expected to be widely used in various industries, presenting new possibilities for clean energy solutions.

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