몸에서 나오는 열로 AA 건전지 수준의 전압을 낼 수 있는 기술이 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 장성연 교수팀은 실제 전자 기기를 작동할 수 있을 만큼의 출력을 갖춘 n형 고체 열갈바닉 전지를 세계 최초로 개발했다고 20일 밝혔다.

몸에서 나오는 열로 AA건전지 수준의 전압을 낼 수 있는 기술을 개발한 울산과학기술원 에너지화학공학과 장성연(왼쪽) 교수와 논문 제1 저자인 백정예 연구원. 울산과학기술원 제공

열갈바닉 전지는 사람의 체온과 주변 공기 사이의 온도 차를 이용해 전기를 만드는 소형 발전기다. 지금까지는 체온과 공기의 온도 차가 크지 않아 전자 기기를 구동할 만큼의 출력을 얻기는 어려웠다.

하지만 장 교수팀이 이번에 개발한 고체형 전지는 충분한 전압과 전류를 확보해 전자 기기를 구동할 수 있는 출력을 얻을 수 있다. 이 전지 16개를 연결하면 LED 조명, 전자시계, 온습도 센서 등을 실제로 켤 수 있다. 또한 전지 100개를 레고 블록처럼 직렬로 연결하면 체온으로 AA 건전지 수준인 약 1.5V의 전압을 얻을 수 있다.

따라서 이 전지는 웨어러블 기기나 자율형 사물인터넷(IoT) 기기에 전원을 공급하는 자가발전형 시스템의 기반이 될 수 있다는 게 장 교수팀의 설명이다.

장 교수는 “일반적으로 고체형은 누액 위험이 없다는 장점이 있지만, 고체 전해질 내부에서 이온이 잘 움직이지 못해 전류가 부족하다”며 “이를 해결하기 위해 이온 통로를 잘 확보할 수 있도록 전해질을 설계했다. 또 이온의 열 확산이 추가 전압 상승으로도 이어져 전체 출력이 향상됐다”고 말했다.

이번 연구 결과는 지난달 7일 출간된 영국왕립화학회(RSC) 학술지 ‘에너지와 환경과학’(Energy & Environmental Science)에 실렸다.